I nostri magnifici quattro pinguini, artefici indimenticabili dell’eroico piano di fuga nel film d’animazione Madagascar, sono ora pronti all’esordio da protagonisti in un film tutto per loro. In quanto agenti speciali fuori dal comune, la loro missione sarà risolvere un complicato caso di spionaggio, facendo squadra con l’organizzazione segreta “Vento del Nord”, capitanata da un lupo. Riusciranno i nostri eroi ad unire le forze e mandare in fumo il delirante piano del malvagio dottor Octavius Tentacoli?
Durante una spedizione scientifica in Islanda, il visionario scienziato Trevor Anderson (Brendan Fraser), suo nipote Sean (Josh Hutcherson) e la loro affascinante guida locale Hannah (Anita Briem) si ritrovano inaspettatamente intrappolati in una caverna, in cui l’ unica via di fuga è la discesa sempre più in profondità negli abissi della terra. Viaggiando attraverso dei mondi mai visti, il terzetto si ritrova a fronteggiare delle creature inimmaginabili e irreali, tra cui delle piante che divorano gli esseri umani, dei piranha volanti giganti, dei volatili splendenti e dei terribili dinosauri provenienti dal passato. E, visto che l’attività vulcanica intorno a loro aumenta senza sosta, i tre esploratori capiscono rapidamente che devono trovare il modo di tornare sulla superficie terrestre prima che sia troppo tardi.