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。

百万富翁卡尔维夫妇9个月大的儿子比克（亚当•罗伯特•沃顿 Adam Robert Worton 、雅各布•约瑟夫•沃顿 Jacob Joseph Worton 分饰）长得十分聪明可爱。卡维尔夫人想让她的宝贝比克成为明星宝贝，于是约了一位在当地颇有名气的摄影师为比克拍摄一辑婴儿照片，准备登上杂志封面。
这时，艾迪（乔•曼特纳 Joe Mantegna 饰）、诺比和威高三名歹徒假扮摄影师，掳走了比克。艾迪三人原想利用比克勒索卡尔维夫妇五百万美元。谁料，比克聪明过人，不但将三个贼人玩得团团转，还顺利从贼窝里逃了出来。艾迪等慌忙出外寻找比克，最后比克能否顺利回到父母身边？

暴风雨之夜，小羊羊咩（成宫宽贵 配音）和野狼卡滋（中村狮童 配音）意外的躲进了一间小木屋避雨。在漆黑的房间里，羊咩和卡滋看不清彼此，交谈甚欢并约好第二天一起午餐。相约见面时，羊咩和卡滋发现了彼此的身份，面对羊咩的天然和善良，卡滋强忍着把羊咩吃拆入腹的冲动，在羊咩面前努力做只好狼，二者迅速成为好朋友。
羊咩和卡滋成为好友的事被羊群和狼群发现。羊咩被族长赋予任务去探听狼群的消息才能重归羊群；而卡滋这边，狼族给了卡滋“将功赎罪”的机会去羊咩那探听羊群的消息。身怀心事的羊咩和卡滋再次相约河边见面。突如其来的暴雨和卡滋的相救让二者发现无法去欺瞒对方，相约跳入洪流中的羊咩和卡滋劫后余生，没有退路的他们决定翻阅雪山，前往能让狼和羊能和平共处的翡翠森林。在前往的路上遭遇了狼族的围追，他们能否成功翻越雪山躲过狼群，卡滋又能否克服吃羊的天性，一起到达梦想的翡翠森林呢？