Klimatoloog Jack Hall voorspelde de komst van een nieuwe ijstijd, maar hij had nooit verwacht deze zelf nog mee te maken. Door een plotse, hevige verschuiving binnen de globale weerpatronen krijgt de hele wereld te kampen met tsunami's, helse hagelbuien, wervelwinden en extreme temperaturen. Jack probeert de president van de Verenigde Staten te overtuigen om de inwoners te evacueren en zo miljoenen mensenlevens, waaronder dat van Jacks zoon Sam, te redden. Wanneer Sam opgesloten raakt in een bibliotheek in het ijskoude New York, begint voor Jack een levensgevaarlijke race tegen de klok.