Rok 2031. Świat przegrał walkę z globalnym ociepleniem. Na Ziemi zapanowała wieczna zima, a życie uległo zagładzie. Jedynymi, którzy przetrwali, są pasażerowie Snowpiercera – pędzącego przez śnieżną zamieć pociągu-miasta poruszającego się dookoła globu dzięki rewolucyjnemu silnikowi potrafiącemu generować napędzającą go energię. Wewnątrz pociągu panuje system klasowy. Bogaci pasażerowie luksusowych wagonów żyją na koszt biednej większości. Wystarczy iskra, by doszło do rewolucji.

Rok 2031. W wyniku nieudolnych prób powstrzymania globalnego ocieplenia ludzkość doprowadziła do znacznego ochłodzenia się klimatu. Na Ziemi nastała nowa epoka lodowcowa. Ostatni ocalali ludzie schronili się w wielkim pociągu, który w ciągu roku okrąża planetę. Przednie przedziały zamieszkują osoby uprzywilejowane, systematycznie wykorzystujące ubogich pasażerów ostatnich wagonów. Kolejne powstania są krwawo tłumione. Ruch oporu, skupiony wokół charyzmatycznego Gilliama (John Hurt), wytrwale kontynuuje swoją działalność. Pewnego dnia, po szczególnie brutalnej egzekucji, zapada decyzja o wywołaniu kolejnej rebelii, na czele której staje Curtis (Chris Evans). Zdaje on sobie sprawę, że jedyną szansą na powodzenie jest pokonanie wszystkich przedziałów za jednym razem i dotarcie do lokomotywy. Rozpoczyna się brutalna walka.

Akcja filmu rozgrywa się w niedalekiej przyszłości. Kiedy nie udaje się eksperyment powstrzymania globalnego ocieplenia, zlodowacenie zabija całe życie na planecie. Wyjątkiem są mieszkańcy Snow Piercer - pociągu podróżującego dookoła globu dzięki silnikowi na tzw. "ciągłą energię", który nie potrzebuje źródła zasilania. Nad ocalałymi wisi widmo rewolucji...

Naukowcy wystrzeliwują w atmosferę substancję CW7, która ma zapobiec globalnemu ociepleniu. Gwałtowne ochłodzenie klimatu wywołuje nową epokę lodowcową, a ekstremalne mrozy zabijają prawie wszystkie żywe istoty na Ziemi. 17 lat później, w roku 2031, nieliczni ludzie, którzy przetrwali kataklizm, podróżują pociągiem zarządzanym przez tajemniczego Wilforda. Pojazd okrąża planetę w ciągu 12 miesięcy, przebijając się przez lód i śnieg. Tuż za lokomotywą bogacze pławią się w luksusach, na końcu składu pasażerowie głodują i tłoczą się w nieludzkich warunkach. Co więcej, mieszkańcy slumsów są okrutnie karani za nieposłuszeństwo. Po jednej z publicznych egzekucji charyzmatyczny Curtis (Chris Evans) organizuje bunt. Wspierany przez szanowanego starca Gilliama (John Hurt) i porywczego Edgara (Jamie Bell) odbija z wagonu więziennego Namgoong Minsu (Kang-ho Song), specjalistę od zabezpieczeń. Rebelianci wyruszają w kierunku lokomotywy, by obalić rządy dyktatora Wilforda.