La cinta transcurre unos meses después de lo vivido en "Buscando a Nemo". Ahora la aventura se centrará en la amnésica Dory, que iniciará un trepidante viaje a lo largo de toda la costa de California para intentar encontrarse con su familia. Pero ¿qué puede recordar?, ¿quiénes son sus padres?, ¿dónde aprendió a hablar en idioma ballena?, son algunas de las interrogantes que guiarán la trama, donde la pez estará acompañada de Marlin y su hijo.

A 20 años del estreno de la primera parte, llega esta película que muestra que los humanos, ante un posible ataque, utilizan la tecnología obtenida de los extraterrestres para elaborar un gigantesco programa de defensa. Sin embargo, no es seguro que sirva para hacer frente a los avanzados e inauditos recursos de los atacantes y quizá sólo la inventiva de unos pocos valientes pueda evitar la destrucción.

La búsqueda épica de Scrat por alcanzar la bellota escurridiza lo catapulta hasta el universo donde le suceden accidentalmente una serie de eventos cósmicos que transforman y amenazan La Edad de Hielo Mundial. Para salvarse, Sid, Manny, Diego y el resto de la manada deben salir de su casa y se embarcan en una aventura llena de comedia y de viajes por tierras exóticas, además de encontrarse con una serie de nuevos personajes pintorescos.

Un año después de los acontecimientos de la primera entrega, los cuatro jinetes se embarcan en un nuevo acto de ilusión y nuevos trucos. Sin embargo, Walter Tressler (Daniel Radcliffe) busca llevaral grupo ante la justicia tras el encarcelamiento de su padre. Es la oportunidad de los ilusionistas para limpiar sus nombres y exponer a Walter Tressler. La cinta cuenta con las actuaciones de Mark Ruffalo, Jesse Eisenberg y Morgan Freeman, por nombrar algunos.