圣诞节临近，狮子亚历克斯（本·斯蒂勒 Ben Stiller 配音）、斑马马蒂（克里斯·洛克 Chris Rock 配音）、长颈鹿迈尔曼（大卫·休默 David Schwimmer 配音）以及河马格洛里亚（贾达·萍克·史密斯 Jada Pinkett Smith 配音）决定正式告别马达加斯加，回到久违的纽约共度佳节。冷冷清清的送别晚会没能熄灭它们归去的热情，好伙伴们燃起热气球正式出发，可是却被狐猴...
弗兰克（比尔·默瑞 Bill Murray 饰）是一个普通的动物园管理人，某一天，他误食了一枚被猴子啃过的苹果，一种名叫瑞克斯（劳伦斯·菲什伯恩 Laurence Fishburne 配音）的病毒就这样来到了弗兰克的体内。同样是在这里，存在着一只名为奥兹（克里斯·洛克 Chris Rock 配音）的白血球，这是一只特立独行的白血球，它并不满足于平庸的日常，而是想要活出精彩，活出新意。
奥兹的死对头...