Akcja filmu rozpoczyna się po wydarzeniach z Madagaskar 2. Pingwiny postanawiają udać się do Monte Carlo z szympansami (Mason i Edek), zaś Alex, Melman, Melman i Gloria zamieszkują w Afryce (zostają z nimi Julian, Moris i Mort). Wszyscy cieszą się życiem oprócz Alexa, którego od dłuższego czasu nękają koszmary - widzi swoich przyjaciół w wieku starczym w tym samego siebie. Po ostatnim koszmarze Marty budzi Alexa i zaprowadza do pewnego miejsca, w którym jego przyjaciele zorganizowali mu niespodziankę - zbudowali dla Alexa na urodziny cały Nowy Jork wraz z zoo w Central Park. Alex życzy sobie żeby znowu wrócić do domu a jego przyjaciele zgadzają się by spełnić jego życzenie (w podróży chcą również towarzyszyć im lemury - Julian, Moris i Mort). Ich droga do domu wiedzie przez Europę, do Mont