Le avventure del film vedono come protagonisti i quattro pinguini di Madagascar, inquadrati in una specie di unità militare supertecnologica che si dedica a “missioni” più o meno improbabili. Skipper, Kowalski, Rico e Soldato vengono stavolta reclutati da Classified e la squadra “Vento del Nord” per sventare i piani del malvagio dottor Octavius Brine, un ex polpo invidioso, ora umanoide geneticamente modificato che minaccia di trasformare tutti i pinguini della terra in mostri.