Сюжет:

Нью-Йорк, зоопарк. Здесь живут друзья-животные: самовлюблённый лев Алекс, мечтательная зебра Марти,гиппопотамиха Глория и вечно больной жираф Мелман. Друзьям очень хорошо живётся — их прекрасно кормят, у них замечательные условия содержания. Кроме того, все они, кроме Алекса, родились в условиях зоопарка (а Алекс не помнит жизнь вне него) и поэтому даже не представляют, что такое дикая природа. Лишь только зебра Марти периодически философски задумывается о том, как изо дня в день проходит вся их жизнь и ничего интересного в ней нет.

Однажды Марти увидел, как компания пингвинов (Шкипер, Ковальски, Прапор и Рико) из этого же зоопарка тайно копает подземный ход, и узнаёт, что они решили сбежать на волю. Марти загорается этой идеей и также убегает в город. Его друзья решают догнать его и вернуть обратно в зоопарк. Алекс, Глория и Мелман выбегают в Нью-Йорк. Они добираются на метро до Центрального вокзала, где и встречают Марти, который собрался оттуда уехать в другой штат. Естественно, что остаться незамеченными им не удаётся. На вокзал прибывает полиция, и зверей усыпляют дротиками со снотворным.

Все четверо просыпаются в ящиках, на океанском грузовом корабле, во время перевозки в один из национальных природных заповедников Кении. Их отправляют в Кению, так как всем четверым, по мнению защитников животных, необходима свобода. Сидя в ящиках, Марти и Алекс начинают ссориться; в то же время пингвины, выбравшиеся из своей клетки и захватившие власть на судне, разворачивают его в Антарктику. Корабль сильно кренится во время смены курса, ящики с Марти, Алексом, Мелманом и Глорией падают в воду; их выбрасывает прибоем на побережьеМадагаскара.

Выбравшись наружу, друзья не догадываются, что они совсем на другом континенте. Они считают, что попали в зоопарк Сан-Диего. Но вскоре местные лемуры, которых Алекс случайно спас от фосс, раскрывают им обстановку. Марти остался очень доволен — он получил то, что желал — свободу. Однако избалованный и привыкший к комфорту лев Алекс очень злится — ему хочется вернуться обратно в зоопарк. Тогда лемуры заключают с ними нечто вроде сделки: Алекс охраняет их от фосс, а они, в свою очередь, обеспечивают путешественникам комфорт и заботу. И всё бы ничего, но Алексу из-за голода начинает мерещиться, что все вокруг него — шницели, и он ничего не может с собой поделать. Тем не менее, друзьям удается выйти из положения, да так, что и охотники на лемуров фоссы были напуганы, и Алекс оказался сыт, съев добытую и приготовленную прибывшими на Мадагаскар пингвинами рыбу.

Финал мультфильма заключается в том, что пингвины остаются на Мадагаскаре, а Марти, Алекс, Мелман и Глория, сев на стоящий у берега угнанный ранее пингвинами корабль, решают путешествовать по миру. Пингвины, сидя в креслах, машут вслед вроде как уходящему в море судну крыльями и между ними происходит диалог, последняя фраза которого стала крылатой:

       — Эй, Шкипер. Может сказать им, что топлива у нас не осталось?
       — Не-е-ет! Улыбаемся и машем, парни. Улыбаемся и машем!