Quelque vingt mille ans avant notre ère, les premiers hommes et les espèces animales les plus diverses se côtoient sur la Terre. Or, en voulant obstinément enfouir un gland dans le sol gelé, un genre d'écureuil, lézardant la banquise, déclenche une nouvelle glaciation. Les animaux entreprennent un long voyage pour échapper aux rigueurs des vents de glace. Manny, un mammouth solitaire, marche à contre courant, bien décidé à avoir la paix, loin de tous. Sid, paresseux de son espèce, bavard invétéré, chassé par des prédateurs voraces, vient chercher protection auprès du pachyderme rebelle. Leurs pas vont croiser ceux d'une tribu humaine. Alors que les hommes étaient en chasse, le village a été décimé par une meute de tigres aux dents de sabre. Avant de mourir, une jeune mère confie son bébé à Sid et Manny. Or, Diego, est chargé par le chef de la meute des félins de capturer l'enfant. Il se fait engager comme guide par Manny et tente de les conduire à son repaire. Mais, sauvé à plusieurs reprises, Diego se laisse amadouer et se prend d'affection pour ses compagnons de voyage. Il finira même par sauver le petit d'homme des griffes de ses pairs pour le rendre à son père. Il va ainsi découvrir le sens de l'honneur et de l'amitié... une certaine idée de la loyauté.