Os heróis da era glacial de A Era do Gelo e A Era do Gelo 2 estão de volta. Scrat continua tentando agarrar a noz fujona; Manny e Ellie esperam o nascimento de seu bebê mamute; a preguiça Sid forma sua própria família adotiva sequestrando alguns ovos de dinossauro; e Diego, o tigre dentes-de-sabre, se pergunta se não está ficando molenga demais devido à convivência com seus amigos. Em uma missão para resgatar o azarado Sid, a turma se aventura por um misterioso mundo subterrâneo, onde dão de cara com dinossauros, lutam contra plantas carnívoras de fúria assassina e conhecem uma destemida doninha de um olho só, caçadora de dinossauros, chamada Buck.