当Alex它们还在非洲度假时，企鹅们早已回到了纽约动物园，并且继续执行它们的秘密任务，并帮助动物园里的动物们。在动物园里，它们认识了一些朋友，而且在马达加斯加自称为王的狐猴Julien和它的小跟班Maurice和Mort也来到了动物园。

在非洲游历了一圈之后，纽约中央公园的四位明星们继续着回到纽约，回到中央公园的旅程。不过，只要旅途中有猩猩和那群企鹅的“帮忙”，旅程就没有想象中的那么顺利。在蒙特卡洛的一家赌场里，由于大家的耍宝，大闹赌场，进而招致了心狠手辣的动物管理局上尉杜波依斯（弗兰西斯·麦克多蒙德 Frances McDormand 配音）的围追堵截。为了逃过追捕，大家逃进了一个在欧洲进行巡回演出的马戏团。在马戏团里，大家延续着“马达加斯加”式的幽默，笑料百出。虽然，欧洲这一路上的旅行并不顺利，不断受到杜波依斯上尉的追捕威胁，不过大家

延续前一集的剧情，狮子亚历克斯（本·斯蒂勒BenStiller配音）、斑马马蒂（克里斯·洛克ChrisRock配音）、长颈鹿迈尔曼（大卫·休默DavidSchwimmer配音）、河马格洛里亚（贾达·萍克·史密斯JadaPinkettSmith配音）以及企鹅们，为了能离开马达加斯加岛回到五光十色的纽约，对一架破旧的失事飞机进行维修改造，并成功起飞。当大家已经开始庆祝终于可以回到纽约时，飞机却意外降落，迫降到了非洲大草原上。在这儿，狮子亚历克斯终于见到了它的父母。但是由于生活习性上太多不一样，而且言行举止各异

在纽约的中央公园里，生活着这样一群无忧无虑的好朋友：狮子亚利克斯、斑马马蒂、长颈鹿麦尔曼以及胖河马格洛丽亚。他们的性格开朗活泼，因此每天的生活都过得丰富多彩。直到有一天，一群流浪的企鹅令斑马马蒂产生了一个大胆的念头，那就是逃出动物园，探寻自己的故乡，寻找新世界。于是，没有通知其他朋友，马蒂悄悄上路了。这下可急坏了朋友们，亚历克斯和其他几个朋友也逃出了中央公园，踏上了寻找马蒂的旅途。