Dans le zoo de Central Park, le lion Alex vit en parfaite harmonie avec ses amis, le zèbre Marty, la girafe Melman et l'hippopotame Gloria. Les quatre animaux ne lassent pas de l'adulation du public new-yorkais. Poussé par une insatiable curiosité, Marty s'évade avec l'aide d'une bande de pingouins et se lance à la découverte d'un monde dont il ignore tout. Ses trois compères affolés le rejoignent, mais sont vite repris et embarqués à bord d'un navire pour être relaché en Afrique. Lorsque les pingouins sabotent leur prison flottante, Alex, Marty, Melman, et Gloria s'échouent sur les rivages exotiques de Madagascar.