'사자 알렉스(벤 스틸러)와 그의 친구들인 얼룩말 마티(크리스 록)와 기린 멜먼(데이비드 쉬머), 하마 글로리아(제이다 핀켓 스미스)는 뉴욕 센트럴 파크 동물원에서 온실 속 화초같은 안락하고 익숙한 생활을 즐기고 있다.
그러던 어느 날, 호기심 많은 마티가 남극으로 탈출기회만을 노리는 정체불명 펭귄 특공대의 꾐에 빠져 외출을 시도한다. 알렉스와 친구들은 사라진 마티를 찾기 위해 동물원 밖으로 나가게 되고, 사람들에게 발견된 동물 4인방(사실은 뉴요커 4인방)은 동물원 탈출을 모의했다는 오해 아닌 오해를 받은 채 아프리카로 향하는 배에 오르게 된다.
뉴요커 4인방이 포획된 배를 남극을 향한 배로 오인한 펭귄 특공대가 재빠르게 선박을 접수하고 항로를 바꾸는 사이, 4인방이 갇혀 있던 상자가 바다로 떨어지면서 알렉스와 친구들은 미지의 정글 마다가스카에 표류하게 된다. 과연 이들은 거친 야생의 정글 마다가스카에서 살아갈 수 있을 것인가? 아니면 다시 센트럴파크의 동물원으로 돌아갈 것인가?