Após fugirem de um zoológico e serem capturados, Alex (leão), Melman (girafa), Glória (hipopótamo), Marty (zebra), os pinguins e os chipanzés foram enviados para o seu habitat natural na África, mas foram parar em Madagascar depois de um naufrágio. Eles concertaram uma aeronave que caíra na ilha e voaram de volta para Nova Iorque, mas o avião entra em pane e cai nas savanas da África.
Alex encontra seus pais depois de muitos anos. Ele tinha sido capturado, ainda criança, por caçadores ao sair da reserva e acabou virando um leão de zoológico nova-iorquino.
Makunga, um leão ambicioso pelo reinado de Zuba – o pai de Alex, sugere que o filho reencontrado passe por um ritual de passagem e pertencimento ao grupo, mas Alex pensa que é um concurso de dança e na verdade é uma disputa com luta. Ele é nocauteado, depois de ser enganado por Makunga, e assim obrigado a ser banido, porém seu pai abdica do trono de rei para não expulsar o filho.
Os turistas que tiveram seus carros roubados pelos pinguins, que os usaram para concertar o avião caído, constroem um acampamento e represam o rio da reserva deixando todos os animais sem água. O rei Julien (lêmure) propõe que um animal seja sacrificado como oferta ao deus do vulcão para trazer as águas do rio de volta.
Melman se dispõe voluntariamente como sacrifício achando que estava com uma doença mortal e que ia morrer de qualquer forma, além de está decepcionada com Glória, sua amada, a qual está de namoro com moto-moto (um hipopótamo que só sabe lhe chamar de gorda). Glória salva Melman e se declara para ele.
Alex para se redimir sai da reserva em busca de solucionar o problema, mas é capturado pelos humanos e seu pai chega para salvá-lo. Alex dança igual no zoológico e distrai os nova-iorquinos e eles são salvos pelo avião dirigido pelos pinguins.
Eles destroem a represa e levam a água de volta para a alegria de todos os animais e fúria de Zuba que perde o reinado que ele usurpara. Melman, Glória, Marty e Alex decidem viver felizes na África junto com seus ancestrais.
