在亚马逊丛林腹地，探险科学家图里奥（罗德里格·桑托罗 Rodrigo Santoro 配音）和琳达（莱斯利·曼恩 Leslie Mann 配音）发现几近灭绝的野生蓝色斯皮克斯金刚鹦鹉。夫妻俩通过电视向全世界宣布这一惊人消息，看到这一幕的珠儿（Anne Hathaway 配音）劝说丈夫布鲁（Jesse Eisenberg 配音），打算带着三个调皮可爱并且已经习惯了人类文明世界生活的鹦鹉小宝宝，回到它们生长千百年的故乡寻找同类。鹦鹉一家说走就走，和它们的好朋友踏上充满惊险和乐趣的空中旅程。与此同时，某非法砍伐团体看到新闻，为防止图里奥夫妻阻挠他们的罪行，他们也悄悄采取行动。另一方面，与布鲁积怨已久的葵花凤头鹦鹉奈杰发现布鲁的踪迹，也愤然采取行动。
布鲁一家最不平凡的假期，正朝着意想不到的方向发展……

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。