Para combater o crescente efeito de estufa, as nações do mundo lançaram em 2014 um agente de arrefecimento com o codinome CW-7, que, inesperadamente, mergulhou a Terra num abismo gélido e catastrófico. A maioria da humanidade pereceu devido ao frio e ao pânico, restando apenas alguns milhares de pessoas que embarcaram num comboio desenvolvido pela Wilford Industries, tornando-se nómadas perpétuos. Este comboio, movido por um motor de movimento perpétuo criado por Wilford (interpretado por Ed Harris) e equipado com instalações completas, construiu o seu próprio ecossistema independente ao longo dos dezassete anos seguintes, percorrendo ciclicamente uma longa rota de 438 mil quilómetros. Os habitantes dos vagões traseiros, pertencentes às classes mais baixas, têm sofrido opressão constante. Em busca de liberdade e direitos, lançaram várias revoltas no passado, todas sem exceção terminadas em fracasso. Desta vez, Curtis (interpretado por Chris Evans), com a sua postura de líder, tenta encontrar o designer de segurança aprisionado, Namgoong Minsoo (interpretado por Song Kang-ho), para, com a sua ajuda, abrir as pesadas portas que conduzem ao primeiro vagão e derrubar o regime de Wilford. Com o início do novo ano, uma revolução sangrenta está em curso...