《马达加斯加的企鹅》中，为了给最疼爱的小弟菜鸟（克里斯多夫·奈茨 Christopher Knights 配音）庆祝生日，老大（汤姆·麦格拉思 Tom McGrath 配音）带着菜鸟、科斯基（克里斯·米勒 Chris Miller 配音）和瑞哥，潜入戒备森严的美国黄金储备中心。他们此行并非为了黄金，而是想找到金库尽头那台唯一出售炸薯条的自动贩卖机。
任务完成后不久，四只企鹅却被一台长着触角的贩卖机吞入其中，并被运往一处神秘地点。在封闭的设施里，他们见到了伪装成基因遗传科学家的章鱼戴夫（约翰·马尔科维奇 John Malkovich 配音）。戴夫曾是动物园里的明星章鱼，却因萌态可掬的企鹅到来而失去关注，陷入绝望。为此，他暗中研制出可怕的血清，决心向所有曾经待过的动物园中的企鹅展开报复。
逃亡途中，老大和伙伴们获得了北风特工队的援助。面对这群高傲的特工，他们必须携手行动，阻止戴夫实施他的复仇阴谋。
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