El león Alex (Ben Stiller) es el rey de la jungla urbana y la atracción especial del Zoológico del Parque Central de Nueva York. Él y sus mejores amigos, la cebra Marty (Chris Rock), la jirafa Melman (David Schwimmer) y la hipopótamo Gloria (Pinkett Smith) han vivido todas sus vidas felices, ignorantes de su cautiverio, alimentados opíparamente y con su propio paisaje del parque.

Siempre inquieto, Marty permite que la curiosidad lo domine y con la ayuda de varios prodigiosos pingüinos, escapa al mundo exterior para explorar y conocer lo que piensa se ha perdido, con la intención de regresar antes del amanecer. Esa medianoche, Alex, Melman y Gloria descubren que su amigo ha desaparecido y deciden que la única medida pertinente es escapar del zoológico, encontrar a Marty y traerlo de vuelta antes que alguien descubra que se han ido.

Pero hasta en una ciudad como Nueva York, un león, una jirafa y un hipopótamo que deambulan por las calles y suben al metro, atraerán la atención. Alex, Melman y Gloria logran encontrar a Marty en la Gran Estación Central pero antes que puedan tomar el metro de regreso al zoológico, les disparan dardos, son capturados, colocados en cajas y puestos a bordo de un barco rumbo al África.

Cuando esos pingüinos intrigantes sabotean la embarcación, Alex, Marty, Melman y Gloria naufragan y son arrastrados por las olas a la exótica isla de Madagascar. Ahora, estos neoyorquinos de pura cepa tienen que aprender a sobrevivir en un mundo salvaje y descubrir el verdadero significado de la frase, afuera es una jungla.