A causa di un guasto all'aereo dei pinguini, precipitano vicino ad una stazione, poco dopo raggiunta dalla polizia.
Non potendo riparare il danno e tentando di fuggire dagli sbirri, Alex e i suoi compagni si uniscono ad un circo in partenza per Roma.
Quì incontrano un tigre russa di nome Vitali, una femmina di giaguaro chiamata Gia, e un leone marino addestrato, Stefano. Nel frattempo, i pinguini riescono a farli diventare proprietari del circo e Alex si innamora di Gia, mentre re Julien di una femmina di orso bruno di nome Sonya, nonostante i suoi modi aggressivi. Sempre sul treno, si spacciano per animali da circo e scoprono che la tappa dopo Roma è Londra e che se lì il loro spettacolo avrà successo, verranno scelti per un tour in America. Purtroppo, l'esibizione al Colosseo di Roma, non va affatto bene e, inseguiti da una miriade di persone che rivogliono indietro i soldi per l'ingresso, riescono ugualmente a fuggire sul treno e mettersi in salvo.
Il capitan DuBois invece, viene arrestato per aver preso delle motociclette alla polizia, ma raggirando le guardie si mette in salvo e scopre che Alex è il leone smarrito dello zoo di Central Park, pubblicando così dei volantini per il suo ritrovamento.
Sul treno per Londra, Alex viene a sapere da Stefano la verità sul passato di Vitaly: lui era un grande esibizionista ammirato da tutti, ma a causa di un fallimento si è ritrovato a perdere la sua abilità e a mostrarsi in atteggiamenti molto scontrosi.
Lui, come quasi tutti gli animali del circo, ha perso la sua motivazione. Grazie però ad Alex e gli altri, riescono a rinnovare il loro spettacolo, diventando così degli artisti affermati e combattendo contro i loro sentimenti nostalgici e distaccati. A causa del ritorno di DuBois nel bel mezzo delle prove sono costretti a ripartire e finalmente presentano il loro spettacolo a Londra riuscendo a guadagnarsi il tour in America. L'esibizione va a gonfie vele e i quattro amici si rivelano avere delle qualità: Alex nel trapezio; Marty nel lancio del razzo; e Melman e Gloria nel camminare sulla corda.
Giunta di nuovo la presenza di DuBois, i pinguini si sbarazzano nuovamente di lei, ma a causa del volantino in cui si mostra Alex allo zoo vengono scacciati dal circo.
Anche re Julien viene scaricato da Sonya. A New York, gli animali del circo mettono su un nuovo spettacolo mentre Alex, Marty, Gloria e Melman vanno davanti al loro amato zoo.
Lì capiscono che i loro sentimenti nostalgici non sono appagati in quanto tutto sembra più piccolo e più brutto di come lo avevano ricordato. Decidono così di tornare sui loro passi, ma vengono rapiti da DuBois che, essendo fortunatamente vista dallo zoo poco dopo aver tentato di uccidere Alex, è costretta a consegnare gli animali ai legittimi proprietari.
Nonostante ciò, il capitano tenta ugualmente di uccidere il leone sotto gli occhi degli spettatori, ma viene salvato insieme agli altri dagli animali del circo, avvertiti da re Julien. Dopo aver tenuto in ostaggio Stefano, DuBois viene sconfitta grazie alle abilità esibizioniste di tutti gli animali. Alla fine, Alex e i suoi amici decidono di restare con gli animali del circo per vivere una vita piena di avventure. DuBois invece, viene segregata in una nave diretta in Madagascar, episodio accaduto ai protagonisti nel primo film.

Fonte Wikipedia