После событий предыдущего фильма жизнь Мэнни и друзей начинает меняться: Скрат все еще пытается удержать свой любимый желудь, попутно влюбляясь в самку белки по имени Скрэт. Мэнни и Элли, ставшие парой, ждут ребенка, что заставляет Мэнни беспокоиться о том, чтобы все было идеально, когда настанет время рожать. Диего надоело, что с ним обращаются как с домашней кошкой, и он задумывается о том, чтобы вернуться к хищной жизни. Сид же начинает мечтать о собственной семье и поэтому крадет несколько яиц динозавров, что приводит к их возрождению…
К событиям «Ледникового периода 3» жизнь главных героев мультфильма потерпела некоторые изменения. Мамонты Манфред и Элли ожидают появление на свет своего детёныша; саблезубый тигр Диего впал в раздумье о том, не стал ли он слишком «мягкотелым» в компании своих друзей; ленивец Сид, бредя желанием создать собственное племя, решился украсть несколько яиц динозавра.
Отправившись спасать Сида, друзья попадают в таинственный растительный мир, скрытый под толщами льда, где они сталкиваются с динозаврами и агрессивной окружающей средой, а так же знакомятся с охотником на динозавров — лаской по имени Бак.
Саблезубая белка Скрэт (который вновь случайным образом стал виной глобальной проблемы, открыв путь в мир динозавров) по-прежнему гоняется за своим орехом, но на этот раз у него появился конкурент — Саблезубая белка Скрэтти, однако, одновременно с одержимой борьбой за орех, эти двое влюбляются друг в друга.