En la tercera entrega de "Madagascar", Alex (Ben Stiller), Marty (Chris Rock), Gloria (Jada Pinkett Smith) y Melman (David Schwimmer) están decididos a regresar como sea al Zoo de Central Park en Nueva York. Tras abandonar África, toman un desvío y emergen, literalmente, en Europa, persiguiendo a los pingüinos y chimpancés que se las han arreglado para hacer saltar la banca de un casino de Monte Carlo. Pronto, los animales son descubiertos por la capitana Chantel DuBois (Frances McDormand), una testaruda francesa encargada del control de animales, y a la que no le gusta nada que unos animales del zoo anden sueltos por su ciudad, ¡pero le encanta la idea de cazar un león por primera vez! Los del zoo encuentran el escondite perfecto en un circo ambulante en donde elaboran un plan para relanzar al circo, descubrir algunos nuevos talentos y llegar vivos a Nueva York.
Por vez primera en 3D, los chicos del zoo de Madagascar están en fuga, camuflados con el circo, realizando números que desafían a la muerte y haciendo nuevos amigos.