Efter att ha flydde från Afrika befinner de sig i Monte Carlo, där de försöker smälta in i lokalbefolkningen. Men deras vilda upptäckter lockar uppmärksamheten från kapten Chantel Dubois, en djurkontrolloffiser som är besatt av att fånga Alex.
För att undkomma hennes strävan går djuren med i en resande cirkus och går in på en europeisk turné och uppträder i olika länder. De möter en mångfaldig roll av cirkusartister, inklusive en karismatisk jaguar som heter Gia och den flamboyanta vitaly tigern.
Längs vägen upptäcker Alex sin inre rockstar och leder cirkuset i en spektakulär musikalisk föreställning vid Eurovision Song Contest.
Samtidigt leder Martys oöverträffade tro på sitt "öde" honom till en överraskande upptäckt om hans förflutna, och Melman befinner sig oväntat för GIA.
När deras berömmelse växer stänger djurkontrolloffiserna in dem, vilket leder till en sista showdown i Monte Carlo.
Filmen slutar med att Alex och hans vänner äntligen gör den tillbaka till New York och inser att "hem" är var de än är med varandra.