Lorsqu’un rongeur obstiné prénommé Scat fend la banquise et déclenche un nouvel Âge de Glace, une vaste cohorte de mammifères s’assemble et commence à émigrer vers le sud.

Un mammouth solitaire qui n’en fait qu’à sa tête, Manny, choisit, lui d’aller vers le nord, et se voit bientôt rejoint par Sid, un petit paresseux volubile en quête de protecteur.

Grognon et farouchement indépendant, Manny fait tout pour éloigner cet importun, mais Sid s’accroche. Le puissant mammouth est seul capable de le protéger des rhinocéros qui ont juré de lui faire la peau…

Sid ne se contente pas d’imposer sa présence et ses bavardages incessants au monumental Manny. Il l’oblige aussi à recueillir un bébé humain, Roshan, que sa mère leur a confié avant de mourir, et à ramener celui-ci à son père, chasseur nomade, parti vers le nord.

La situation se complique avec l’arrivée d’un tigre à dents de sabre, Diego, chargé par son chef Soto de capturer le bébé...