העלילה מתחילה לאחר ההצפה הגדולה שפקדה את העמק בו מתגוררות הדמויות. הממותות מני ואלי מצפים לידת צאצאם הראשון, ומני מנסה להיות בוגר ולדאוג למשפחתו החדשה. סיד מקנא במני ורוצה גם הוא להפוך להורה, נופל למערה שנמצאת מתחת לקרח ושם מוצא ומאמץ שלוש ביצים נטושות. דייגו מחליט לעזוב את העדר לאחר שהוא מגלה שיכולתיו הפיזיות אינן כשהיו.
יום אחד בוקעים מביציו של סיד 3 טירנוזאורוסים צעירים ושובבים העושים צרות בעמק. לאחר כמה ימים מופיעה אמם האמיתית שחוטפת את צאצאיה ואת סיד לעולם הדינוזאורים. החבורה מחפשת את סיד ויורדת לעולם הדינוזאורים ודייגו מצטרף אליהם.
הם בורחים מאנקילוזאורוס עצבני, על צווארו של ברכיוזאורוס ענקי ונופלים לאזור בו הרבה דינוזאורים עצבניים מסתכלים עליהם. הם ניצלים מהם על ידי באק הסמור, שהוא לוחם בדינוזאורים מתבודד החי בעולם הדינוזאורים ומכיר את סודותיו. באק מזהיר אותם מפני בריוניקס עצום וצמא דם בשם רוּדִי המסתובב באזור, וקרא להם לשוב למעלה, אך מני לועג לו והחבורה ממשיכה. לאחר שמני ודייגו נתקעים בתוך צמח טורף ענקי, הוא מציל אותם ומציע להם עזרה, כל עוד ישמעו להוראותיו וילכו רק על השביל.
בינתיים סיד יורד למשכנה של אמא טירנוזאורוס, המנסה להרוג את סיד אך נתקלת בהתנגדות בניה ולאחר קצת זמן היא מאמצת אותו אליה כבן. באחד הימים היא מתחמקת מרודי הגדול ממנה, אך סיד האיטי יותר נופל מזנבה ונאלץ לברוח ממנו עד לאזור של לבה געשית. בשלב זה החבורה קרובה אליו אך אלי צריכה להמליט באזור של סלעים מתנועעים, כשבינתיים להקתגואלונגים מתקרבת אליה. מני ודייגו מנסים לחזור אליה בעודם נלחמים בגואלונגים בעוד באק והאופוסומים ממשיכים קדימה ונופלים אל גבו של פטרוזאור גדול בדרך להציל את סיד.
בעודם מעופפים הם בורחים מלהקת פטרוזאורים טורפים ורגע לפני שסיד נופל ממפל לבה אל סופו הם תופסים אותו. כשהם חוזרים אלי ממליטה כבר את בתה הקטנה הנקראת מישמיש, על שם הקריאה שהמציאו מני והיא כדי להודיע שהיא בהריון. לאחר ההמלטה הם פונים לחזור אך מותקפים על ידי רודי שמנסה לטרוף אותם. הם מצליחים לקשור אותו אך סיד נתקל בחבלים וקורע אותם, מה שגורר את רודי להשתחרר ולהתנפל עליו והוא ניצל בידי אמא טירנוזאורוס אשר מפילה את רודי לתהום. באק חושב שרודי נהרג ומחליט לעלות עם החבורה לעולם הקרח אך שומע את קריאתו ושב לעולם הדינוזאורים, מאחר שמבחינתו הוא יעד ממריץ לחיים.
במקביל לעלילה הראשית, נראה היונק הקדום דמוי-הסנאי סקראט שממשיך לחפש את הבלוט שלו. ואולם הוא פוגש ביונקת דומה (אך בעלת כנפי עור) - סקראטי, מתאהב בה ומתחיל לרדוף אחרי הבלוט בתחרות איתה. לבסוף, כשהם נופלים לעולם הדינוזאורים, הם מעופפים מעל אגם לבה וסקראט מציל את סקראטי כשהיא חסרת הכרה. כשהיא מתעוררת היא מתנשקת איתו והם חיים ביחד בעולם הדינוזאורים. לבסוף לסקראט נמאס והוא בורח למצוא את הבלוט, מה שמכעיס את סקראטי וגורר אותה לקבור את הבלוט אך מפגיזה את הסלע מהר געש גבוה עד לאזור הקרח. אך סקראט מפיל אותה מהסלע לפני שתחזור למעלה.
סמור שעיסוקו הוא להילחם בדינוזאורים ובמיוחד בדינוזאור הלבקן רודי, איתו חשבון ישן, על ששרט והוציא את אחת מעיניו. עם זאת היחסים ביניהם הם אמביוולנטיים ובאק גם משתעשע על גבו של רודי