Un tout jeune manchot empereur apprend à vivre dans l'environnement hostile de l'Antarctique, sous le regard de son père qui veille sur les premiers mois de sa vie.
L'histoire vraie d'un fermier excentrique qui tente, avec l'aide de sa petite fille, d'entraîner son chien Oddball à protéger un enclos de pingouins des attaques de renards. Le malicieux chien permet à la famille de se retrouver et participe à sauver leur petite ville de bord de mer.
Les pingouins Commandant, Kowalski, Rico et Soldat sont capturés par la pieuvre Dave dans son repaire secret. Dave dit vouloir se venger des pingouins qui, lorsqu'ils sont arrivés au zoo de Central Park à New York, ont accaparé toute l'attention. Délaissé, Dave qui avait l'habitude de plaire aux enfants par des tours et grimaces erra de zoo en zoo toujours rejeté par les visiteurs et les gardiens. Dave décide alors de se venger et créé une machine qui permet de transformer en monstre hideux les êtres mignons que sont les pingouins. Les pingouins arrivent à s'échapper via une course poursuite endiablée à Venise. Alors qu'ils sont piégés, les pingouins sont sauvés de justesse par Le Vent du Nord, une organisation secrète composée de Eva, la chouette des neiges; Dynamite, le petit phoque; Caporal, l'ours polaire et Confidentiel, le loup, leader du groupe. Le Vent du Nord a pour but d'aider des animaux qui ne peuvent pas s'aider eux-mêmes. Les pingouins doivent unir leurs forces avec le loup Confidentiel et son équipe pour arrêter Dave qui projette de capturer tous les pingouins de zoo sur Terre pour les transformer en d'atroces créatures afin qu'ils subissent le même rejet que Dave a enduré.
Alex le lion, Marty le zèbre, Gloria l'hippopotame et Melman la girafe cherchent toujours désespérément à rentrer chez eux ! Évidemment, le roi des lémuriens, King Julian XIII, son fidèle conseiller Maurice, le petit Morty, les chimpanzés Mason et Phil et les manchots Commandant, Kowalski, Rico et Soldat les suivent dans leurs péripéties… Leurs aventures les mènent en Europe où ils trouvent une couverture idéale : un cirque ambulant, qu'ils vont devoir ré-inventer — façon Madagascar bien sûr. Rentreront-ils chez eux sains et saufs ? Surtout si le capitaine Dubois et toutes les patrouilles de police d'Europe s'en mêlent.
Pendant le générique de début, une voix off explique que toute chose dans le monde, peu importe sa taille (infiniment petite ou grande) est connectée. Ce film est la suite du premier opus : on retrouve les mêmes personnages plus tard. Mumble et Gloria ont désormais un fils, Erik, qui comme son père avant lui, ne parvient pas à s'adapter dans cette colonie de manchots, n'ayant quasiment aucun rythme et aucun sens de la musique ou de la danse. L'aventure à proprement parler commence lorsque Ramon, en mal d'amour, décide de rentrer chez lui, en Terre Adélie. Il est suivie par Erik, Atticus et Boadicea, trois enfants manchots. Découvrant leur disparition, Mumble part à leur recherche.
Lorsqu'il était enfant, Tommy Popper attendait impatiemment les occasions de parler par radio avec son père, un explorateur toujours parti en excursion. Des années plus tard, Popper est devenu un brillant promoteur immobilier à Manhattan. Sa réussite lui a coûté son couple : divorcé d’Amanda, il ne voit plus ses enfants qu’un week-end sur deux. Il mène une vie solitaire et luxueuse dans son appartement ultramoderne de Park Avenue, et il est sur le point de devenir un des associés de la prestigieuse firme qui l’emploie. Mais lorsqu’un matin, il reçoit l’ultime cadeau de son père décédé, un manchot papou vivant, son existence bascule. En cherchant à se débarrasser de l’animal, Tommy Popper va réussir à en obtenir cinq autres par erreur.
Dans le film précédent, Alex le lion, Marty le zèbre, Melman la girafe et Gloria l'hippopotame, assuraient des représentations très populaires au zoo de Central Park, vivant comme des vedettes hollywoodiennes. Attiré par la vie sauvage, Marty le zèbre tenta de s'échapper, ce qui conduisit les autorités à vouloir rendre ces animaux à la vie sauvage, au Kenya. Mais ils échouèrent sur l'île de Madagascar, faisant ainsi la connaissance de la faune indigène composée des sympathiques lémuriens et de leurs féroces prédateurs: les fossas.
Le film, parodiant La Marche de l'empereur, raconte l'histoire en Antarctique d'un groupe de manchots empereurs mâles qui parcourent une distance de soixante-dix kilomètres pour se rendre sur leur lieu de reproduction pour avoir des relations sexuelles avec des femelles qui les y attendent. Parmi ces manchots, Carl (interprété par Bob Saget) et Jimmy (interprété par Lewis Black), ainsi que Marcus (Tracy Morgan) et enfin Steve, un harfang des neiges interprété par Jonathan Katz, sont des amis qui discutent. Ils conseillent leur ami Carl grâce à Freud, en le facturant d'ailleurs pour les deux séances rapides qu'il vient de recevoir. En ce moment même, Melissa (Christina Applegate) et Vicky (Mo'Nique), également amies, se disputent au sujet des mâles tout en laissant également éclater leur colère vis-à-vis des autres femelles présentent qui les dérangent et ce, tandis qu'elles attendent toutes l'arrivée des mâles pour la reproduction.
Un jeune manchot, Cody, veut devenir un champion de surf, lors d'une compétition organisée à la mémoire de Big « Z » le plus grand surfeur de tous les temps. Pour cela il va devoir affronter des périples et réaliser que le surf est bien plus qu'une simple compétition.
À l'âge de 9 ans, le petit Yves-Marie avait demandé à Jacqueline, du même âge : « Épouse-moi ». Elle lui avait répondu : « Je t'épouserai le jour où tu iras dans les étoiles ». Vingt-quatre ans plus tard, Yves-Marie est devenu cosmonaute. Il se présente à Jacqueline pour lui rappeler sa promesse. Devant l'embarras de Jacqueline, qui s'apprête à épouser un autre homme, Yves-Marie lui propose : « Essaye-moi une journée avant de dire non... »
Né dans une colonie de manchots qui trouvent l'âme sœur en chantant, Mumble a un handicap : il ne peut sortir une note juste. Il fait en revanche des claquettes comme personne. Banni par les siens à cause de sa différence, Mumble part en Terre Adélie.
Alex le lion, Marty le zèbre, Melman la girafe et Gloria l'hippopotame vivent au Zoo de Central Park, où ils assurent en journée la vedette auprès des visiteurs. Mais Marty, contrairement aux trois autres, rêve de la vie sauvage. Quand Marty parle à quatre manchots (Commandant, Rico, Kowalski et Soldat) qui veulent également s'enfuir du zoo pour la vie sauvage (L'Antarctique pour eux), Marty décide de réaliser son rêve. Plus tard, le soir, alors qu'il fête son anniversaire, Marty parle de son rêve à ses amis qui ne comprennent pas du tout ce choix, heureux de leur vie tranquille au zoo, et surtout d'accord sur le fait qu'il « ne faut mordre la main qui te nourrit ». Alex tente de convaincre Marty de changer d'avis, ce qui semble faire son effet quand Marty dit à Alex que ce rêve n'était qu'une blague.
Les manchots empereurs vivent en colonie en Antarctique. Au milieu de leurs congénères, chaque couple de manchots lutte contre les conditions extrêmes pour perpétuer l'espèce et protéger leur petit des nombreux obstacles et dangers qui les guettent. Chaque année est un cycle qui voit la naissance d'un seul petit manchot par couple, dont beaucoup n'atteindront pas l'âge adulte, voire n'auront pas la chance de naître. Outre le grand froid, le vent et les tempêtes, ils affrontent des prédateurs tels que le léopard de mer et le pétrel géant. Les parents alternent entre protection de l'œuf puis du petit dans l'intérieur des terres (plus stable et protégé que la banquise) et pêche sur le littoral. Des kilomètres de marche sont alors nécessaires pour utiliser les avantages de ces deux territoires alors que le manchot, bien plus à l'aise dans l'eau, est incapable de voler et se déplace avec difficulté sur le continent.
C’est bientôt Noël ! Le zoo se prépare aux festivités . Les pingouins décorent leur repère afin de faire la fête tous les quatre. Mais quand il regarde par leur télescope, Soldat, le plus jeune, voit Ted l’ours polaire s’ennuyer tristement, seul dans son enclos. Il décide d’aller lui acheter un cadeau. Mais Commandant et les autres ne sont pas de cet avis, il sort donc discrètement de leur cachette pour se rendre en ville, seul. Cependant, son plan ne se passe pas tout à fait comme prévu. Alors qu'il avait trouvé le cadeau idéal, le jeune pingouin se fait kidnapper par une grand-mère déchaînée qui le prend pour un jouet. Elle lui met un joli ruban et le glisse dans la chaussette de Noël à destination de son chien. Alors que le chien s'apprête à attraper le jeune pingouin, le Commandant, Kowalski et Rico arrivent à la rescousse. Après avoir triomphé de cette épreuve, les pingouins invitent Ted l'ours polaire à célébrer Noël avec eux.