Manny e Ellie estão à espera de seu primeiro filho. Sid encontra alguns ovos de dinossauro, o que faz com que passe a ter sua própria família adotiva. Só que o roubo faz com que se meta em apuros, com a mãe tiranossauro vindo atrás de seus rebentos. Ela leva os três filhotes e ainda Sid para um mundo subterrâneo, onde os dinossauros ainda existem, o que obriga Manny, Ellie e Diego a irem em sua busca para resgatá-lo.