지금으로부터 2만년 전. 인간과 동물이 세상을 지배하고, 모든 것이 꽁꽁 얼어 붙은 빙하 시대, 아이스 에이지. 인간 최대의 적수인 검치 호랑이와 인간 사이에 물러설 수 없는 전쟁이 벌어진다. 검치 호랑이인 디에고는 인간에 대한 복수의 제물로 아기 로산을 공격한다. 디에고의 추격을 피해 필사적으로 도주하던 로산의 엄마는 아기를 안고 폭포수 아래로 뛰어든다. 강 속에서 겨우 로산을 살린 엄마는 강가를 지나던 나무늘보 시드와 맘모스 맨프레드에게 아기를 맡기고 강 속으로 사라져 간다. 로산을 맡게 된 맨프레드와 시드 일행은 아기를 인간에게 돌려주기 위해 여행을 시작한다. 그러나 맨프레드를 죽이고 로산을 희생시키려는 디에고가 스파이로 잠입하여 이들을 자꾸만 막다른 길로 인도한다. 본능적으로 디에고를 경계하는 맨프레드, 항상 장난으로 말썽만 피우는 시드, 음모의 화신 디에고, 그리고 천진난만한 아기 로산. 이들 일행의 모험과 위험으로 가득찬 여행이 시작되면서 디에고는 자신의 임무와 우정사이에서 고민한다. 그러는 가운데 검치 호랑이 종족의 추격은 한발 한발 다가오는데.