센트럴파크 동물원의 인기절정 뉴요커 4인방 사자 알렉스(벤 스틸러)는 스포트라이트를 한 몸에 받는 뉴욕 센트럴파크 동물원 최고의 인기 스타. 타고난 품종은 정글의 왕이지만 사실 알렉스는 동물원 인기 스타인 자신을 자랑스러워하고 정글 구경은 한 번도 해 본 적 없는 정통 뉴욕 토박이다. 알렉스의 친구들인 얼룩말 마티(크리스 록)와 기린 멜먼(데이비드 쉬머), 하마 글로리아(제이다 핀켓 스미스)도 온실 속 화초처럼 동물원의 안락한 생활이 익숙하기만 한데... 탈출은 꿈꾼 적도 없는 데 미지의 정글 마다가스카로?! 그러던 어느 날, 호기심 많은 마티가 그들의 고향 남극으로 탈출기회만을 노리는 정체불명 펭귄 특공대의 꾐에 빠져 야생에 대한 동경을 안고 외출을 시도한다. 알렉스와 친구들은 사라진 마티를 찾기 위해 동물원 밖으로 나가게 되고, 사람들에게 발견된 동물 4인방(사실은 뉴요커 4인방)은 갑갑한 동물원 탈출을 모의했다는 오해 아닌 오해를 받은 채 아프리카로 향하는 배에 오르게 되고... 정글보다 도시가 더 좋은 뉴요커 4인방의 정글 탈출기! 뉴요커 4인방이 포획된 배를 남극을 향한 배로 오인한 펭귄 특공대는 재빠르게 선박을 접수하고 항로를 바꾸는 사이, 4인방이 갇혀 있던 상자가 바다로 떨어지면서 알렉스와 친구들은 미지의 정글 마다가스카에 표류하게 된다. 지금까지 안락한 뉴요커의 삶을 살아온 이들이 과연 거친 야생의 정글 마다가스카에서 살아갈 수 있을 것인가? 아니면 다시 센트럴파크의 동물원으로 돌아갈 것인가? 정글보다 도시가 더 좋은 뉴요커 4인방의 험난한 정글 탈출기는 이제부터 시작된다!!

몬테카를로에 잠시 다녀온다더니 영영 무소식인 펭귄일행을 기다리며 아프리카에서 하루하루 고향 뉴욕에 대한 향수에 취해있는 ‘알렉스’(사자), ‘마티’(얼룩말), ‘멜먼’(기린), ‘글로리아’(하마). 결국 뉴욕행을 결심하고, 함께 돌아가기 위해 펭귄 일행을 찾아 몬테카를로로 향한다. 하지만 펭귄 일행과 만나기가 무섭게 동물 통제 관리국 ‘캡틴 듀브아’에게 쫓기는 신세가 된 뉴요커 4인방. 그녀의 맹추격 속 위기에 몰린 이들은 우연히 만난 유럽 서커스단 ‘비탈리’(호랑이), ‘지아’(재규어), ‘스테파노’(바다사자)에게 자신들이 미국 뉴욕의 서커스단이라고 속여 기차를 얻어 타고서야 겨우 위기를 모면하게 된다. 듀브아와의 추격전에 비행기는 망가지고 뉴욕으로 돌아갈 방법이 없어져 좌절하던 4인방은 유럽 서커스단의 공연이 성공적이면 유럽을 넘어 미국 뉴욕으로 갈 수 있다는 말에 이들과 함께할 것을 결심한다. 마침내 로마에서의 첫 공연! 하지만 기대와 달리 기술도 의욕도 평균 이하인 유럽 서커스단의 공연에 뉴요커 4인방의 희망은 절망으로 바뀌고 만다. 뉴욕으로 가기 위해서는 어떻게든 서커스를 성공시켜야 하는 상황! 알렉스는 지금까지 해왔던 서커스가 아닌 새롭고 창의적인 공연을 해보자고 제안한다. 이에 유럽 서커스단과 뉴요커 4인방은 모두 함께 힘을 합쳐 전에 없던 놀랍고, 환상적인 서커스 공연을 준비하기 시작하는데…

마다가스카 섬에서 좌충우돌 모험을 끝낸 뉴요커 4인방 사자 알렉스(벤 스틸러), 얼룩말 마티(크리스 락), 기린 멜먼(데이빗 쉼머), 하마 글로리아(제이다 핀켓 스미스)는 펭귄 특공대가 제작한 비행기 ‘에어 펭귄’을 타고 뉴욕으로 컴백하던 중 또 다시 미지의 세계에 불시착하게 된다. 이번에는 말로만 듣던 진짜 生 야생 ‘아프리카’! 그들은 각자 헤어졌던 가족, 새친구, 연인을 만나 生 야생에 적응해간다. 그러던 중, 평화롭던 아프리카에 가뭄이 찾아오고 뉴요커 4인방은 혼란에 빠진 아프리카를 구하기 위해 뭉치는데… 과연 함께해도 모자란 이들이 위기의 아프리카를 구할 수 있을까? 그리고 아프리카를 탈출해 무사히 집으로 돌아갈 수 있을까?