Los héroes de las bajas temperaturas que alcanzaron fama mundial en los exitazos Ice Age y Ice Age: The Meltdown han regresado para embarcarse en una nueva aventura increíble. Scrat insiste en tratar de atrapar la elusiva nuez (pero quizá llegue a atrapar más que eso: un amor), Manny y Ellie esperan la llegada de su bebé mamut, Sid la pereza forma de manera cómoda su propia familia al robarse unos huevos de dinosaurio y Diego el tigre con dientes de sable se pregunta si está volviéndose demasiado "débil" desde que anda con estos amigos. Al aventurarse en una misión para rescatar al desafortunado Sid, la pandilla incursiona en un mundo subterráneo donde tienen encuentros peligrosos con dinosaurios y deberán también entenderse con la flora y la fauna descontrolada - y conocen un Buck, implacable comadreja tuerta y cazador de dinosaurios.