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le réchauffement climatique provoque la fonte d'un immense barrage de glace qui menace de détruire la vallée de Manny, Sid et Diego. Le trio, accompagné de nouveaux amis comme Ellie et ses frères opossums, Crash et Eddie, doit entreprendre un périlleux voyage à travers la vallée pour trouver un abri avant l'inondation.En chemin, Diego doit surmonter sa peur de l'eau, tandis que Manny découvre qu'il n'est pas le dernier mammouth de son espèce. 

L'histoire se déroule au début d'une ère glaciaire. Un trio peu ordinaire, composé d'un mammouth, Manny, d'un paresseux, Sid, et d'un tigre à dents de sabre, Diego, se retrouve avec un bébé humain. Ils décident de le rendre à ses parents mais l'enfant est celui du chef d'une tribu préhistorique chasseuse de tigres. Diego est chargé par son clan d'attirer Manny et Sid dans un piège pour récupérer l'enfant.

Dans la ville d'Element City, le feu 🔥, l'eau 💦la terre 🪴et l'air 🌀vivent dans la plus parfaite harmonie. C'est ici que résident Flam, une jeune femme intrépide et vive d'esprit, au caractère bien trempé, et Flack, un garçon sentimental et amusant, plutôt suiveur dans l'âme.