延续前一集的剧情,狮子亚历克斯(本·斯蒂勒 Ben Stiller 配音)、斑马马蒂(克里斯·洛克 Chris Rock 配音)、长颈鹿迈尔曼(大卫·休默 David Schwimmer 配音)、河马格洛里亚(贾达·萍克·史密斯 Jada Pinkett Smith 配音)以及企鹅们,为了能离开马达加斯加岛回到五光十色的纽约,对一架破旧的失事飞机进行维修改造,并成功起飞。当大家已经开始庆祝终于可以回到纽约时,飞机却意外降落,迫降到了非洲大草原上。在这儿,狮子亚历克斯终于见到了它的父母。但是由于生活习性上太多不一样,而且言行举止各异,使得这群纽约来的动物们显得格格不入。这群昔日纽约中央公园的动物明星们,在这野外艰难的环境中应该怎么办?虽然在这儿遇见了自己的同类,但因为习性不同,使得自己无法完全融入他们的群体。为了能融入环境,与同类们建立良好的关系,大家都是施展各种招式,笑料百出。
这一次,破坏王拉尔夫(约翰·C·赖利 John C. Reilly 配音)和云妮洛普(萨拉·丝沃曼 Sarah Silverman 配音)又闯祸了,导致了云妮洛普所在的游戏《甜蜜冲刺》的游戏机方向盘遭到了损坏。这是一台非常古老的街机,在整个互联网中,只有一只备用方向盘正在销售,然而它的售价实在是非常昂贵,老板决定放弃这台机器,将它解体变卖。这也就意味着,《甜蜜冲刺》里的角色们将永远失去他们的家园。为了避免这一悲剧的发生,拉尔夫和云妮洛普决定亲自到互联网里去走一遭,买回方向盘。一路上,他们惹了无数的笑料,犯了无数令人啼笑皆非的错误。为了赚钱,拉尔夫不惜亲自出马成为视频网站的网红赚取点击量变现,而云妮洛普则在另一款赛车游戏《狂野飙车》里找到了真正的自我。
影片围绕间谍小说作家叶利·康韦(布莱丝·达拉斯·霍华德 Bryce Dallas Howard 饰)的作品展开。叶利的小说讲述神秘特工阿盖尔(亨利·卡维尔 Henry Cavill 饰)及其瓦解全球间谍集团的任务,而小说中的情节却意外开始与真实间谍组织的秘密行动出现惊人 的一致。在特工艾登(山姆·洛克威尔 Sam Rockwell 饰)的陪同下,叶利带着猫咪阿尔菲(Chip 饰)穿越世界,竭力赶在间谍组织的杀手们行动之前化解危机,此时小说的虚构世界与现实之间的界限开始变得模糊不清。随之而来的是一场跨越全球的冒险。
曾经不修边幅的亚瑟·库瑞(杰森·莫玛 Jason Momoa 饰),经过了一番磨难和艰苦拼杀之后,终于成为亚特兰蒂斯万众瞩目的海王。如今的他养尊处优,生活富足,与湄拉(安珀·赫德 Amber Heard 饰)婚姻幸福,并且育有一个可爱的儿子。当然高高在上的日子也充满无聊和枯燥,直到某一天,贼心不死的黑蝠鲼(叶海亚·阿卜杜勒-迈丁 Yahya Abdul-Mateen II 饰)找到了传说的黑三叉戟,旋即展开针对亚特兰蒂斯的报复。在冲突中,湄拉遭到重伤。在母亲(妮可·基德曼 Nicole Kidman 饰)的建议下,亚瑟找回了被自己亲手打败并流放的弟弟奥姆王(帕特里克·威尔森 Patrick Wilson 饰)。
兄弟二人捐弃前嫌,展开了亚特兰蒂斯的保卫战……