在非洲游历了一圈之后，纽约中央公园的四位明星们继续着回到纽约，回到中央公园的旅程。不过，只要旅途中有猩猩和那群企鹅的“帮忙”，旅程就没有想象中的那么顺利。在蒙特卡洛的一家赌场里，由于大家的耍宝，大闹赌场，进而招致了心狠手辣的动物管理局上尉杜波依斯（弗兰西斯·麦克多蒙德 Frances McDormand 配音）的围追堵截。为了逃过追捕，大家逃进了一个在欧洲进行巡回演出的马戏团。在马戏团里，大家延续着“马达加斯加”式的幽默，笑料百出。虽然，欧洲这一路上的旅行并不顺利，不断受到杜波依斯上尉的追捕威胁，不过大家一直怀揣着回到纽约，回到纽约中央公园的梦想。在马戏团，还帮助了东北虎维塔利（布莱恩·科兰斯顿 Bryan Cranston 配音）、美洲虎吉亚（杰西卡·查斯坦 Jessica Chastain 配音）以及海狮斯蒂芬诺（马丁·肖特 Martin Short配音）重拾对马戏表演的信心。
杰森·苏戴奇斯 比尔·哈德尔 乔什·加德 丹尼·麦克布莱德 彼特·丁拉基 妮琪·米娜 斯特林·K·布朗 莱斯莉·琼斯 奥卡菲娜 蕾切尔·布鲁姆 扎克·伍兹 欧赫尼奥·德尔维斯 里尔·莱尔·哈瓦瑞 德芙·卡梅隆 贝克·班尼特 布鲁克琳·普林斯 阿尔玛·瓦萨诺 菲丝·玛格丽特·基德曼-厄本 桑迪·萝丝·厄本 吉妮西丝·坦尼翁
普鲁内尔·查尔斯·安布隆 恩佐·拉齐托 纳塔莉・德赛 布鲁诺·帕维奥 杰里米·洛佩兹 哈里森·阿雷瓦洛 尼古拉斯·潘切瓦 蒂莎·达维拉·本萨拉 米歇尔·伊莱亚斯 帕斯卡尔·佩斯特尔 保罗·班迪 伊莎贝尔·嘉德 莉莲娜·罗维埃 卡里姆·姆里巴 奥利维耶·克拉弗里 伊丽莎白·杜达
豪尔赫·乌松 Fernando Ramos Luis Enrique de Tomás Cyril Corral Pepa Gracia Rachel Lascar Gabriel Latorre Alex Martos Philipp Nowicki Victor Nuñez Fermín Núñez