Het noordelijk halfrond van onze planeet zal veranderen in een ijslandschap. Wat als we teruggaan naar de ijstijd? Dit is de vraag die klimatoloog Jack Hall (Dennis Quaid) enorm bezighoudt. Jack is al jaren intensief bezig met een onderzoek naar de gevolgen van de klimaatverandering. Wanneer hij zelf getuige is van het losbreken van een enorme ijsrots (ter grootte van 2x de provincie Utrecht) op Antarctica, waarschuwt hij direct het Witte Huis.Op dat moment bevindt zijn 17-jarige zoon Sam (Jake Gyllenhaal) zich in New York. Zowel deze stad alsook de rest van de wereld wordt op hetzelfde moment getroffen door zware hagelbuien, orkanen, tornado¿s en hevige sneeuwval. Jack waarschuwt zijn zoon, om ten koste van alles binnen te blijven in de openbare bibliotheek waar hij zich schuil houdt. Een massale evacuatie naar het zuiden wordt opgezet, omdat dit deel van de aarde nog veilig is. Jack daarentegen trekt noordwaarts om zijn zoon te redden. Zelfs hij is niet voorbereid op wat hij onderweg tegenkomt...