Nossos amigos animais Alex, Marty, Glória e Melman vão para a Europa e passam a ser perseguidos por uma agente de controle de animais. Para despistá-la, eles se juntam a um grupo circense que sonha em se apresentar em Nova York, o lar dos animais.

O general Aladeen é o ditador da República de Wadiya, na África, desde que tinha seis anos de idade. Ameaçado de morte, ele é aconselhado por um tio a ir para Nova York e acaba encontrando compatriotas exilados na cidade.

Paris, anos 30. Hugo Cabret é um órfão que vive escondido nas paredes da estação de trem. Ele guarda consigo um robô quebrado, deixado por seu pai. Um dia, ao fugir do inspetor, ele conhece Isabelle, uma jovem com quem faz amizade. Logo Hugo descobre que ela tem uma chave com o fecho em forma de coração, exatamente do mesmo tamanho da fechadura existente no robô. O robô volta então a funcionar, levando a dupla a tentar resolver um mistério mágico.

Alex, Marty, Melman, Gloria, Rei Julien, Maurice, os pinguins e os chimpanzés estão no longínquo litoral de Madagascar. Para deixar o local os pinguins consertam um velho avião de guerra, mas logo em seu 1º voo ele cai. Isto faz com que os animais do zoológico de Nova York tenham que lidar, pela 1ª vez na vida, com espécies semelhantes a eles, só que habituadas à vida selvagem.

Um famoso repórter do Cazaquistão viaja aos Estados Unidos para fazer um documentário sobre os hábitos dos cidadãos norte-americanos, provocando situações absurdas por onde passa.

O leão Alex é a grande atração do zoológico do Central Park, em Nova York. Ele e seus melhores amigos, a zebra Marty, a girafa Melman e a hipopótamo Gloria, sempre passaram a vida em cativeiro e desconhecem o que é morar na selva. Curioso em saber o que há por trás dos muros do zoo, Marty decide fugir e explorar o mundo. Ao perceberem, Alex, Gloria e Melman decidem partir à sua procura. O trio encontra Marty na estação Grand Central do metrô, mas antes que consigam voltar para casa são atingidos por dardos tranquilizantes e capturados. Embarcados em um navio rumo à África, eles acabam na ilha de Madagascar, onde precisam encontrar meios de sobrevivência em uma selva verdadeira.