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。
克兰西·布朗 艾瑞克·鲍扎 安东尼奥·班德拉斯 凯文·迈克尔·理查德森 乔·萨格 克里·萨莫 马特·贝里 汤姆·肯尼 诺兰·诺斯 卡洛斯·阿拉斯拉奇 克里斯托弗·巴库斯 蒂姆·康威 埃迪·狄森 比利·维斯特 保罗·提比特 罗伯·鲍森 艾普尔·斯图瓦特 比尔·法格巴克 罗德格尔·邦帕斯 杰西卡·阿尔伯格 符爽 魏伯勤 曹冀鲁 李元韬 郭易峰 劳伦斯先生 Kari·Klinkenborg 卡罗琳·劳伦斯 本·斯蒂勒 托马斯·F·威尔森 诺亚·罗麦克斯 维罗妮卡·阿利奇诺 克里斯·康纳 斯拉施 丽莎达茨
本·斯蒂勒 克里斯·洛克 大卫·休默 贾达·萍克特·史密斯 塞德里克·凯尔斯 安迪·里克特 卡尔·雷纳 Danny Jacobs 汤姆·麦格拉思 Chris Miller Christopher Knights 薇洛·史密斯 妮娜·杜波夫
Julian Maroun Bettina Kenney Margot Nuccetelli Elisa Boyd James Dyke Vivien Battley Dave Willetts Alex Beauman Marney McQueen Cam Ralph 罗夫·麦克慕斯 Grant Lyndon 帕拉维·沙尔达 Madeleine Levins Aaron Tsindos 彼得·麦卡拉姆 Hubert Burczek 哥德昂·布克哈德 Jill Böttcher Greta Galisch