Di dunia penguin kaisar, setiap pejantan menarik pasangan lewat 'heartsong' unik. Kalau lagu si jantan cocok dengan milik betina, mereka resmi berjodoh. Norma Jean, seekor penguin betina, jatuh hati pada Memphis dan keduanya pun berpasangan.

Mereka bertelur, lalu Memphis bertugas menjaga telur tersebut saat Norma Jean pergi melaut bersama para betina lain untuk mencari ikan. Di tengah musim dingin yang ekstrem, Memphis sempat menjatuhkan telur itu. Dari situlah lahir Mumble, anak penguin yang ternyata tidak bisa bernyanyi.

Meski begitu, Mumble langsung naksir Gloria, penguin betina berbakat yang dianggap paling bersinar di generasinya. Suatu hari, Mumble menyadari dirinya punya bakat unik, tap dance.

Dalam petualangannya, ia bertemu sekelompok burung skua yang galak, dipimpin seekor skua bertanda pita kuning yang mengaku pernah diculik alien. Mumble nyaris jadi santapan mereka, tapi berhasil lolos setelah terjatuh ke celah es.

Saat beranjak dewasa, Mumble sering jadi bahan ejekan para tetua koloni, termasuk pemimpin mereka, Noah. Setelah selamat dari serangan macan tutul laut, Mumble berteman dengan lima penguin Adelie bernama Ramon, Nestor, Lombardo, Rinaldo, dan Raul, yang dikenal sebagai 'the Amigos'.

Berbeda dari koloni kaisar, mereka justru menerima gaya menari Mumble dan mengajaknya gabung. Ketika mereka melihat alat penggali manusia tersembunyi akibat longsoran salju, mereka memutuskan mencari tahu asal-usulnya lewat Lovelace, seekor penguin rockhopper. Lovelace memakai cincin plastik bekas kemasan minuman yang melilit lehernya, dan percaya benda itu adalah hadiah dari makhluk mistis.

Memasuki musim kawin, Gloria jadi pusat perhatian koloni. The Amigos mencoba membantu Mumble merebut hatinya dengan cara kocak, Ramon menyanyikan versi Spanyol lagu 'My Way' di belakang Mumble, sementara Mumble pura-pura bernyanyi dengan lip-sync.

Saat Mumble akhirnya nekat tap dance mengikuti lagu Gloria, hatinya pun luluh. Para penguin muda ikut bernyanyi dan menari bersama diiringi 'Boogie Wonderland'. Sayangnya, para tetua koloni murka. Mereka menganggap tingkah Mumble sebagai penyebab musim ikan yang buruk. Memphis memohon agar Mumble berhenti menari demi keselamatannya sendiri, tapi karena Mumble menolak, ia akhirnya diasingkan dari koloni.