影片讲述松鼠奎特（克里斯·韦奇 Chris Wedge 配音）为了追松果，偶然引发了宇宙事件，改变并威胁着冰川时代的世界。为了拯救自己，话唠树懒希德（约翰·雷吉扎莫 John Leguizamo 配音）、猛犸象曼尼（雷·罗马诺 Ray Romano 配音）、剑齿虎迪亚哥（丹尼斯·利瑞 Denis Leary 配音），以及别的动物群族必须离开家园，踏上了他们充满喜剧色彩的冒险旅程，他们来到了充满异国情调的新大陆，并遇到了许多形形色色的新角色。

围绕蟹黄堡的神秘配方，痞老板和蟹老板展开了新一轮的战争。虽然海绵宝宝成功挫败痞老板的猛烈攻势，但是却依然中了对方的诡计。关键时刻，配方凭空消失，直接后果便是导致没人能再做出蟹黄堡。对于日常极度依赖蟹黄堡的比奇堡的居民来说，这一消息无异于晴天霹雳。小镇的宁静荡然无存，海底世界陷入末世般的混乱与动荡之中。由于搭救了痞老板，海绵宝宝被大家当作叛徒对待。危机时刻，海绵宝宝、派大星、痞老板、蟹老板、松鼠珊蒂、章鱼哥得以穿越时空，并顺着蟹黄堡的香味来到了人头攒动的沙滩上。 在那里他们遇见了利用诡计偷走秘方的胡子海盗（安东尼奥·班德拉斯 Antonio Banderas 饰），于是一场蟹黄堡的攻防战由此展开……