Wenn die vier aus den „Madagascar“-Filmen bekannten Pinguine nicht gerade gezwungen sind, im Central Park Zoo für die Besucher stur zu lächeln und zu winken, hält sich die militärisch organisierte Pinguin-Gruppe meistens in ihrem geheimen Hauptquartier auf. Dort hat Anführer Skipper (Tom McGrath) die Befehlsgewalt und schmiedet Einsatzpläne, die er im Vorfeld mit Taktiker Kowalski (Chris Miller) austüftelt. Für die Ausrüstung und fürs Grobe ist der durchgeknallte Rico (John DiMaggio) zuständig. Dieser kann sich zwar nur mittels Quiek- und Grunzlauten verständigen, durch seine besondere Fähigkeit, x-beliebige Gegenstände hochzuwürgen, hat er der Gruppe aber schon ein ums andere Mal aus der Patsche geholfen. Gemeinsam mit Private (Christopher Knights), dem sensiblen „Nesthäkchen“ der Bande, sind die vier Pinguine ein unschlagbares Team. Nun sind ihre Fähigkeiten aber in einem besonderen Fall gefragt: Ein hochrangiger CIA-Tieragent (Benedict Cumberbatch) ist dem mysteriösen Bösewicht Dr. Octavius Brine (John Malkovich) dicht auf den Fersen – kann der Gesetzeshüter auf die Mitarbeit der vier Pinguine zählen?