为了给最疼爱的小老弟菜鸟庆生,老大带领菜鸟以及好搭档科斯基、瑞哥闯入了防守最严密的美国黄金储备中心,只为找到金库尽头仅有的那台销售炸薯条的自动贩卖机。谁知他们刚刚完成任务没多久,便被长着触角的贩卖机吞了进去,随后被运到一个神秘的所在。在全封闭的设施内,四只企鹅见到了伪装成基因遗传科学家的章鱼戴夫。原来戴夫曾是动物园一只明星章鱼,但随着萌态十足的企鹅们的到来,他便跌入了绝望的深谷。因此戴夫潜心研制了可怕的血清,发誓要向所有他曾待过的动物园中的企鹅展开报复。
老大和伙伴们在逃亡途中得到北风特工队的救助,而他们和这些高傲的特工队员将分别阻止戴夫的阴谋……。与家人在大海中遨游的虎鲸小威利不幸被捕鲸船捕获,并被卖到海洋世界接受表演训练,在大海中自由惯了的它在小水池中郁郁寡欢,一直不肯接受训练师的摆布。桀骜不驯的小男孩杰西在被母亲遗弃后,便四处乞食行骗,不断捣蛋破坏。某天晚上他与同党佩里在被警察追捕的过程中,无意潜入海洋世界,并在那里胡乱涂鸦一番。被逮后,杰西被送往寄养家庭照顾,由格鲁乌兹夫妇抚养。但海洋世界的管理者可不能让自己白白损失,杰西必须要回到那里清理自己的“杰作”。次日,杰西前去海洋世界清理自己的涂鸦时,见到了威利,后来威利意外地救了杰西一命。当他在海洋公园里轻轻吹起口琴时,小虎鲸发出低低的呻吟回应他。一支口琴,几个音符,使他们从陌生变得熟络,在相处的日子中,更不自觉地真情流露,最终两个离开母亲的孩子成了好朋友。海洋世界的训练师知道杰西能与威利沟通后,便教他协助训练威利进行表演。就在正式演出时,因为人潮太多,威利受到惊吓而失常,拒绝表演。忍受不了观众的冷嘲热讽,海洋世界的老板也因此大发雷霆。杰西灰心之下逃离海洋世界,并打算逃离寄养家庭,到加州去投靠其从前的死党……。