一群老朋友又将开始一段新的旅程。当猛犸象曼尼（Manny）沉浸在马上要当爸爸的喜悦之时，剑齿虎迭戈（Diego）却为自己的逐渐衰老而黯然伤神，此时树懒希德（Sid）则发现了三枚恐龙蛋，居然“母爱”泛滥，想作这三只小霸王龙的妈妈，结果被小恐龙真正的妈妈霸王龙掳走。
为了寻找同伴，一群可爱的动物朋友们走进了隐藏在冰河世纪之下的“侏罗纪公园”，在这片神奇的地方，他们会认识什么新朋友，又会遭遇到什么危险，这都让所有众多“冰粉”们充满期待。
这部电影作为20世纪福克斯公司（20th Century Fox）第一部3D形式大规模上映的动画片其制作成本达到1.2亿美元，几乎是《冰河世纪1》的两倍。

　　《僵尸肖恩》和《热血警探》中的一对活宝西蒙·佩吉、尼克·弗罗斯特联袂编剧、主演。片中二人饰演两名狂热的科幻粉丝，他们来到美国参加Comic-Con并且借机参观一些著名的UFO发现地。而在Comic-Con上他们遇到了一位绿色外星人保罗(塞斯·罗根配音)，保罗随即加入了俩人接下来的旅程。外星人的加入也让他们受到了联邦特工(杰森·贝特曼饰)追捕。而俩人还“误打误撞”，不知怎么的绑架了一名女孩。女孩的父亲自然也就和联邦特工一起加入到了追捕行动。佩吉和福斯特必须想出办法将外星人保罗安全送回他的宇宙飞船。