原始人咕噜一家六口在老爸Grug（尼古拉斯·凯奇 Nicolas Cage 配音）的庇护下生活。每天抢夺鸵鸟蛋为食，躲避野兽的追击，每晚听老爸叙述同一个故事，在山洞里过着一成不变的生活。大女儿Eep（艾玛·斯通 Emma Stone 配音）是一个和老爸性格截然相反的充满好奇心的女孩，她不满足一辈子留在这个小山洞里，一心想要追逐山洞外面的新奇世界。
没想到世界末日突然降临，山洞被毁，一家人被迫离开家园，展开一场全新的旅程。离开了居住了“一辈子”的山洞，展现在他们眼前的是一个崭新绚丽却又充满危险的新世界，到处都是食人的花草和叫不出名字的奇异鸟兽，一家人遇到了全所未有的危机。在旅途中，他们还遇到了游牧部落族人Guy（瑞恩·雷诺兹 Ryan Reynolds 配音），他有着超凡的创造力和革新思想，帮助咕噜一家躲过了重重困难，途中他还发明了很多“高科技”产品，并让他们知道了原来生活需要“用脑子”，走路需要“鞋子”等等。一行人在影片中展开了一场闹腾而又惊险的旅程。

上一部中，熊猫阿宝（杰克·布莱克 Jack Black 配音）功成名就，成为名震四方的神龙大侠。平日里他随同师傅（达斯汀·霍夫曼 Dustin Hoffman 配音）以及盖世五侠：悍娇虎 （安吉丽娜·朱莉 Angelina Jolie 配音）、猴王（成龙 Jackie Chan 配音）、快螳螂（塞斯·罗根 Seth Rogen 配音）、俏小龙（刘玉玲 Lucy Liu 配音）、灵鹤（大卫·克罗斯 David Cross 配音）在和平谷修炼，生活悠哉游哉。这一日，一伙恶徒闯入山谷抢夺金属材料，在与他们交手中阿宝意外产生幻觉，由此对自己的身世感到疑惑。
另一方面，恶徒的魁首白孔雀沈王爷（加里·奥德曼 Gary Oldman 配音）正图谋闯入王宫，称霸全中国。新的正邪大战拉开序幕，阿宝他们面临前所未有的挑战……

　　住在加州某小镇的美丽女孩苏珊·墨菲（瑞茜·威瑟斯彭 Reese Witherspoon 饰）即将和他深爱的男友德里克·迪尔特（保罗·路德 Paul Rudd 饰）走入婚姻的殿堂。可就在这关键时刻，她先是被一颗陨石砸到脑袋，继而全身发光变成一个身形高大头发雪白的巨人。她的变化吓跑了亲朋好友，随后一群全副武装的神秘之人将其抓获并囚禁起来。苏珊被军方带到52区的秘密基地，与来自地球各个角落的怪物们称为科学家们研究的对象。　　与此同时，一个藏有邪恶力量的不明飞行物正以极高的速度接近地球，它所带来的外星人加莱克萨哈（瑞恩·威尔森 Rainn Wilson 饰）扬言要摧毁地球，毁灭人类。人类奋起反抗，但是他们的武器在加莱克萨哈面前全部败下阵来。地球危在旦夕，人们把命运寄托在了苏珊及其怪物朋友的身上……