23世纪中叶，地球已进入全面崩溃的阶段，战争和传染病让这颗原本美丽的蓝色星球破烂不堪，人类被迫离开赖以生存的家园，远赴外太空寻找新的栖息地。凭借TSA先进的技术，木卫五成为充满希望的新兴乐土。在此之后，大批地球人乘坐飞船前往木卫五，地球逐渐被人遗忘。
然而就在此时，不断有人起来反抗，声称要推翻TSA利用机器对人类的麻醉和统治，并据此不断向空间站发起恐怖袭击。美丽的劳拉·波特曼博士（Anna-Katharina Schwabroh 饰）随一艘货船前去空间站看望亲人。在长达4个月的旅途中，大部分人需进入睡眠状态。劳拉担任了值班的任务，然而在这静寂的飞船里，似乎有其他人在暗中窥视着她。一桩桩阴谋渐渐浮出水面……

为了应对愈演愈烈的温室效应，世界各国在2014年发射了代号CW-7的冷冻剂，谁知却将地球推入了万劫不复的极寒深渊。大多数的人类死于寒冷与恐慌，只有为数不多的数千人登上了威尔福德工业开发的列车，成为永不停歇的流浪者。这列火车借助威尔福德（艾德·哈里斯 Ed Harris 饰）开发的永动引擎，并且配备各种完备设施，在之后的十七年里构建了属于自己的独立生态系统，周而复始旋转在43.8万公里的漫长旅途中。生活在末尾车厢的底层人民一直饱受压迫，为了争取自由和权力，他们在过去发起过多次暴动，但无疑例外均以失败告终。这一次，拥有领袖气质的柯蒂斯（克里斯·埃文斯 Chris Evans 饰）试图找到被囚禁的安保设计师南宫民秀（宋康昊 饰），借助他之手打开通往首节车厢的重重大门，推翻威尔福德的统治。新年伊始，一场血腥革命正在进行……
本片根据根据法国漫画《Le Transperceneige》改编。