あの“ク～ル”な仲間たちがパワーアップして帰ってきた！あぁぁぁ、暑い！　このままだと、未来まで溶けてしまう！地球の温暖化が進み、氷河期（アイス・エイジ）が今終わろうとしている。マンモスのマニー、ナマケモノのシド、サーベルタイガーのディエゴも氷が溶け出した新しい世界を楽しんでいる。しかし、温暖化には重大な問題があることに気づくのだった。多くの氷が溶けることによる、間近に迫った大洪水。彼らが楽しく暮らす世界の隣には、明日にも決壊しようとする、まわりが薄い氷だけになったダムがあった・・・。

感染者が爆発的に増大し、世界中に混乱が拡がる中、事態の究明を託された元・ 国連捜査官ジェリー（ブラッド・ピット）が、愛する家族と離れ離れになることへの葛藤と自らの使命の狭間で奮闘するさまを圧倒的スケールで描き出す。