Nachdem seine neueste Kreation versehentlich das Stadtzentrum zerstört undanschließend Richtung Himmel schießt, fürchtet Flint Lockwood zunächst, dass seine Erfinderkarriere hiermit beendet sei. Doch dann geschieht das Unglaubliche: Es regnet köstliche Cheeseburger - seine Maschine funktioniert! Aber die Menschen können von den Leckereien einfach nicht genug bekommen, bis der Apparat durchdreht und gigantische Spaghetti-Tornados mit riesigen Fleischbällchen auf die Erde loslässt. Mit Hilfe der Wetterreporterin Sam Sparks und seinem Assistenten Steve, einem sprechenden Affen, muss Flint eine Möglichkeit finden, die wildgewordene Maschine abzuschalten, bevor die Welt unter den megagroßen Fleischklößen begraben wird.

In ihrem neuen Abenteuer möchten Alex, Marty, Melman und Gloria die Insel Madagaskar, wo sie nach einer längeren Odyssee gestrandet waren, verlassen, und wieder zurück "nach Hause" in den Zoo im New Yorker Central Park. Die Pinguine machen ein altes Flugzeugwrack wieder flott und die Heimreise kann beginnen. Auch mit an Bord gehen die Schimpansen Mason und Phil sowie King Julien und sein Privatsekretär Maurice. Es glückt zwar der Start des mit Klebeband geflickten Flugzeugs, aber weiter als bis nach Afrika schaffen sie es nicht und landen mit einem harten Aufprall mitten in der Steppe. Alex und seine Freunde treffen diesmal nicht nur auf Artgenossen, sondern sogar auf die eigene Familie und geraten mitten in ein neues turbulent-witziges Abenteuer ...

Der kleine Roboterjunge Rodney Copperbottom ist eigentlich ein ganz normaler Junge aus der Nachbarschaft. Doch er ist hat zur Verblüffung seiner Eltern einen ungewöhnlichen Traum. Er möchte sein großes Idol Big Weld treffen und wie dieser ein genialer Erfinder werden. Auf den Spuren dieses Wunsches begibt er sich in die wilde Metropole Robot City, wo ein ganz anderer Wind weht, als Rodney es bislang gewohnt war. Hier hat der aalglatte Ratchet die Macht von Big Weld Industries an sich gerissen und vom eigentlichen Firmenchef Big Weld - Rodneys Idol - fehlt jede Spur. Um Big Weld zu finden und zu retten hat Rodney zahlreiche Abenteuer zu bestehen. Dafür braucht er nicht nur viel Mut und Erfindungsreichtum, sondern vor allem gute Freunde...