پنگوئن های ماداگاسکار مانند گذشته ماموریتی را در پیش رو دارند و باید جلوی کسی را که قصد دارد دنیا را نابود کند، بگیرند…

چهار حیوان به نامهای «آلکس (شیر)»،«مارتی (گورخر)»،«ملمن (زرافه)» و «گلوریا (اسب آبی)» در قسمت جدید هم در تلاش هستند تا به باغ وحش نیویورک برگردند و در راه برگشت در حالی که از اروپا می گذرند برای اینکه کمتر جلب توجه کنند،‌ به یک سیرک سیار می پیوندند...

حیوانات قصد دارند به باغ وحش نیویورک بازگردند، اما با سقوط هواپیما در طبیعت وحشی آفریقا، آن‌ها با حیواناتی از نوع خودشان آشنا میشوند، و الکس والدینش را ملاقات میکند.

چهار حیوان که دیگر از بودن در باغ وحش خسته شده‌اند، تصمیم به فرار می گیرند و به طور ناخواسته با چهار پنگوئن همراه میشوند. بعد از گذراندن ماجراهایی، آن‌ها خود را در ماداگاسکار می یابند.