猛犸象曼尼（Manny）即將與愛人艾麗迎來自己的孩子，劍齒虎迭戈（Diego）卻因狩獵能力衰退陷入自我懷疑。此時樹懶希德（Sid）意外發現三枚恐龍蛋，試圖以滑稽方式照料幼崽的行為激怒了暴龍族群首領露西（Rudy），反被其劫持至冰河世紀下的隱秘地下王國——一個充滿蕨類植物森林與火山地貌的史前生態區。曼尼、迭戈與負鼠家族組成營救小隊，穿越冰川裂隙進入這個恐龍棲息地，在長頸龍格倫的指引下，既要躲避暴龍軍團圍追堵截，又要應對地質運動引發的連鎖危機。最終團隊通過冰層滑道將希德救回地表時，三只霸王龍幼崽意外選擇跟隨這群奇特的"養母"。影片作為二十世紀福克斯首部大規模公映的3D動畫作品，耗資1.2億美元打造立體視覺奇觀。