Dès juin 2002, soit quelques mois seulement après la sortie du premier Ice Age, Blue Sky Studios travaillait déjà sur une suite, tandis que le producteur exécutif Chris Meledandri restait prudent sur son annonce officielle.

Le film fut d'abord développé sous le titre provisoire Ice Age 2, renommé Ice Age 2: The Meltdown en juin 2005, avant que le chiffre 2 ne soit retiré pour la sortie finale sous le titre Ice Age: The Meltdown, sauf au Royaume-Uni, en Irlande, au Mexique et en Australie où il fut conservé.

Le réalisateur Carlos Saldanha a cherché à rendre le regard des personnages plus vivant et moins mécanique, en travaillant particulièrement sur les yeux pour que les spectateurs puissent deviner leurs pensées rien qu'en les regardant.

Tous les personnages, bien que déjà présents dans le premier film, ont été entièrement remodelés graphiquement pour cette suite.

Le compositeur John Powell a écrit une toute nouvelle partition remplaçant les thèmes musicaux du premier film, et l'Adagio de Spartacus d'Aram Khachaturian est utilisé lors de la vision céleste de Scrat.

Selon la version linguistique de diffusion, le film comporte des chansons différentes : « The Other Side » du groupe X!NK pour la version flamande, « Real Love » de Lee Ryan pour la version britannique, et un titre interprété par Kaori Kishitani pour la version japonaise.

Lorsque Crash s'envole après avoir été catapulté par un arbre, il s'écrie « I Believe I Can Fly », clin d'œil à la chanson de R. Kelly présente dans le générique de fin du film Space Jam (1996).

Un Dodo apparaît dans le film en référence directe au premier opus, transformé en poulet rôti après avoir été frappé par un jet de vapeur, tandis que d'autres Dodos, muets cette fois, apparaissent sous forme d'anges dans la vision de Scrat.

Le président de la 20th Century Fox Animation, Chris Meledandri, attribua le succès du film à la force du marketing international du studio et à la méthode de Saldanha consistant à résoudre les problèmes créatifs par l'image plutôt que par les mots ; ce succès l'incita à quitter la Fox l'année suivante pour fonder Illumination Entertainment chez Universal Pictures.

Le film ouvrit avec plus de 68 millions de dollars de recettes lors de son premier week-end aux États-Unis, le deuxième meilleur démarrage pour une sortie hors saison estivale ou fêtes après La Passion du Christ, établissant un record pour le mois de mars qui tint pendant un an.

Pour promouvoir le film, Scrat fit une apparition surprise dans l'épisode « Sibling Rivalry » de Family Guy, où la scène fut exceptionnellement animée en 3D bien que la série soit habituellement en 2D, avec Chris Wedge reprenant son rôle de doubleur.