"Pingwiny z Madagaskaru" to animowany serial o tytułowych nielotach. Wiodą oni swój żywot w nowojorskim zoo, gdzie muszą sprostać w tamtejszych warunkach. Kowalski, Rico, Szeregowy i Skipper wykonują różne misje zwiadowcze, ale także pomagają w potrzebie innym mieszkańcom. Sprawy często nie są takie łatwe, mając na uwadze, że ciągle przeszkadzają im krnąbrne lemury z Królem Julianem na czele.
Kowalski prezentuje oddziałowi swój najnowszy wynalazek - promień odświeżający. Po nieszczęśliwej prezentacji wynalazek trafia do kanałów, a szef oddziału pingwinów staje się pisklęciem. Podczas gdy Rico, Kowalski i Szeregowy próbują odzyskać urządzenie, Skipper trafia pod opiekę Juliana.
Lemury spędzają noc poza zoo. Skipper, zadowolony z panującej w nocy ciszy, udostępnia lemurom tajny tunel ułatwiający przejście do parku. Julian rozpowiada innym zwierzętom o tunelu i wkrótce wszyscy mieszkańcy ogrodu zoologicznego wymykają się do Central Parku. W drodze powrotnej Burt potyka się i blokuje przejście.
W wyniku zorganizowanego przez siebie konkursu skoków, Król Julian wypada poza teren ZOO. Znaleziony przez Gladys lemur zostaje przez nią przygarnięty i zabrany do jej mieszkania. Tam zakochuje się w Zoe, fretce udającej kota. Tymczasem pingwiny z pomocą Maurice'a i Morta organizują poszukiwania Juliana.
Podczas potyczki oddziału pingwinów z Hansen w laboratorium na Skippera wylewa się próbka z "inflacjum". W wyniku tego incydentu, gdy szef pingwinów się denerwuje, nadmuchuje się jak balon. Nie mogąc uczestniczyć w misjach, kieruje działaniami swojego oddziału zza biurka.