De sub zero helte er tilbage. Scrat prøver stadig at få fat i den evigt undvigende nød, mens han måske finder ægte kærlighed. Manny og Ellie venter på fødslen af deres lille mammut. Diego, sabertandet tiger, spekulerer på, om han bliver for blød, og Sid stryger sig selv ind i problemer, når han skaber sin egen improviserede familie ved at kaprere nogle dinosauræg. På en mission for at redde den uheldige Sid begiver banden sig ud i en mystisk underjordisk verden, hvor de får nogle tætte møder med dinosaurer, kæmper mod flora og fauna, løber amok og møder en nådesløs, enøjede dino-jagtende weasel ved navn Buck.