สี่เพนกวินสายลับสุดแสบจากก๊วนมาดากัสการ์ต้องกลับมาปฏิบัติการอีกครั้งเมื่อวายร้ายหมึกยักษ์ชื่อ ดร.ออกเทเวียส ไบรน์ วางแผนจะใช้เซรุ่มเปลี่ยนสัตว์ทั้งโลกให้กลายเป็นสัตว์ประหลาด พวกเขาต้องร่วมมือกับองค์กรลับนอร์ธวินด์เพื่อหยุดยั้งแผนชั่วร้ายนี้ แต่ด้วยความป่วนและสไตล์การทำงานที่ไม่เหมือนใครของพวกเขา ภารกิจกู้โลกจึงเต็มไปด้วยความฮาและการหักเหลี่ยมเฉือนคมที่คาดไม่ถึง
