一連串異常的災難，足球大的冰雹在東京從天而降，超巨型的龍卷風橫掃洛杉矶，高漲的海水湧進了紐約，整個大地都會陷進冰雪堆裡，全球面臨陷入一萬年前的冰河世紀的危機。
故事開始于南極洲，氣象科考隊正在鑿冰，突然冰面在冰架周圍裂開，在此勘測的男人也是以陷入了危險境地，還好同僚及時趕來抓住。将其拉上來之後，傑克看着對面的采樣器材，他不顧同伴的阻攔，直接跳到了裂縫的另一邊。開裂的冰架間距越來越大，傑克鼓起勇氣重新越過裂縫時，腳下的冰面卻沒能撐住，他用冰島救了自己一命。
在同伴的幫助下，傑克重新回到了岸邊。不久後，作為勘測一員的氣候學家傑克來到全球氣候變暖的會議上，并就着南極裂開的冰川提出，北大西洋暖流将會慢慢停下，而地球也将再次進入冰川時代。
對于傑克的這一結論，副總統認為這是危言聳聽，他更關心的是眼下的經濟發展。可令所有人都沒想到的是，此刻的地球已經開始出現了各種氣候異常。在東京的街頭，政府正在釋出暴風雨預警，提醒當地居民盡快回到家中。
就在這時，暴雨附帶着冰雹橫掃大地，順便給人送去一些便當，人們都紛紛躲避在屋檐下。宇航員因為突然出現的暴風圈，暫時擱置了傳回地球的計劃。而占領全球百分之七十的海洋，水溫也發生驟降。動物的世界裡，群鳥遷徙，動物狂躁。種種的現象表明，傑克的推論并非空穴來風，更不是危人聳聽。
間隔一萬年的冰川時代即将到來，随着洛杉矶發出的飓風警報，美國政府連忙做出防範措施，可飓風的威力并不是渺小的人類可以對抗的。轉眼間洛杉矶被飓風包圍，汽車漫天飛舞，飓風吞噬着好萊塢，吞噬着摩天大樓，所到之處一片狼藉。新聞記者也在不遠處為觀衆播報災難現場，可下一秒就被巨大的招牌直接砸飛。
而這還隻是開始，傑克認為這樣的惡劣天氣不僅會持續下去，而且會變得更加嚴重。他向上司提出建議，利用哈德蘭的資料來推測接下來的氣候變化，好采取正确的預防措施。上司答應，但不能使用電腦，無奈的傑克隻好跟小夥伴們人力分析。
經過不眠不休的24小時後，他們終于得出一個結論：六到八個星期後地球将進入冰川時代。這個結論無疑讓人絕望。
事不宜遲，傑克立馬帶着報告找上副總統，要求撤離北部的所有群衆。但副總統并不相信傑克，并自信滿滿的告訴他，政府早已做好一切準備。
而在地球的另一邊，一支救援小隊正在蘇格蘭境内執行任務，遇到前所未見的極寒，他們身處風眼，油管瞬間被當機，飛機很快失去動力，未達救援地點就墜落雪山。幸存的士兵剛打開艙門，僅僅用了幾秒鐘的時間，寒冷的天氣就将他凍成了冰雕。
而另一邊，傑克的兒子山姆為了追求女神，跟着羅拉來到紐約參加競賽。不料一場比賽過後，山姆就多了一個情敵布萊恩。更令人不快的是，身在紐約的他遇上了暴風雨，傑克打來電話讓山姆趕緊回家。但為了不讓羅拉跟布萊恩獨處，山姆并沒有聽父親的話。
而接下來的幾天，惡劣的天氣橫掃全球，山姆終于感到恐慌，想要回家的他卻被洪水攔住了去路。與此同時，蘇格蘭暴風圈的氣溫急速下降，傑克對此立馬做了資料分析，發現事态比想象的更加嚴重。
就在這時，傑克收到一個不幸的消息，那就是紐約的災情嚴重，不斷的洪水使得交通癱瘓，人們隻能走向更高的建築。山姆幾人也随着人流前往高處，途中羅拉不小心被刮傷，還看到被困車裡的母子，她折傳回去想救他們出來。
山姆發現羅拉走丢，趕緊回頭尋找，發現羅拉正在幫助母子。此時滔天巨浪已經吞沒無數高樓大廈，并朝着圖書館的方向迅速襲來。雖然母子被成功救了出來，但羅拉又傳回車裡，為這對母子取回護照。
山姆發現洪水就在不遠處，眼看洪水如同猛獸一般襲來，山姆奮不顧身地沖向羅拉，迅速拉住她就跑。終于在洪水到來的前一刻，他們成功跑進了大樓。可福兮禍所依，沒有信号的支援，逃過一劫的衆人還是跟外界失去了聯系。
得知一樓還有一個老式公共電話，山姆來到了樓梯拐角處，然後跳進冰冷的海水中，他成功聯系上父親。傑克将眼下的情況告知山姆，務必留在圖書館等待救援。但還沒等傑克多說幾句，山姆就被洪水淹沒。羅拉見狀被吓得不輕，站在邊上不停的喊着山姆的名字，終于将山姆給喊了出來。
羅拉為他換上了幹燥的衣物，随後便利用自己的身體給渾身發抖的山姆送去溫暖。而這邊的傑克也在整理極地裝備，他決定北上尋找山姆。臨走前傑克給了政府一個建議，這場風暴将會持續七到十天，冰雪會覆寫整個北半球，唯一的辦法就是遷移這條線以南的人民，北部的群眾隻能留在室内自求多福。
自然而然這個方法副總統依舊不同意，認為傑克隻是一個紙上談兵的科學家，而總統在經過一番考慮後最終決定執行傑克所說的計劃。
準備好所需的物資後傑克跟兩個搭檔開始了北上之路。由于半路上車子出現故障，三人隻好徒步前行，他們用繩子将彼此綁住，以此確定不會失散，卻沒想到這根繩子也會給他們帶來災難。漫天的大雪遮蔽了他們的視線，抵擋不住雪橇重量的玻璃瞬間破碎，一行人直接被拉進了深淵。
