A l'approche de Noël, trois écureuils espiègles se retrouvent hébergés par Dave. Ils multiplient les facéties envers ce sympathique auteur-compositeur un peu loser. Mais Alvin, Simon et Théodore ont un talent caché : ils deviennent les nouvelles popstars, grâce au tube de Noël que leur compose Dave.
Cela fait des années que le compositeur Dave Seville (Jason Lee) tente de se faire connaître dans l’industrie de la musique, mais bien que son ex-coloc d’université soit haut placé à la maison de disques Jett Records, il ne parvient pas à percer. Mais tout va changer quand Dave découvre un trio d’écureuils chantants : Alvin (Justin Long), Simon (Matthew Gray Gubler) et Theodore (Jesse McCartney). Certaines séquences ou certains motifs lumineux clignotants sont susceptibles d'affecter les téléspectateurs photosensibles.