O longa é baseado na HQ francesa Transperceneige que aborda uma mudança climática que já dura por 17 anos e congelou o mundo inteiro. A única saída para os sobreviventes é o trem Expresso do Amanhã, que circula sem paradas e separa os passageiros por classes sociais. Enquanto alguns passam fome e frio, outros vivem no luxo.

Insatisfeito com essa divisão, Curtis (Chris Evans), um jovem líder da parte mais miserável do trem-máquina, desperta nos outros uma revolta e ele e seus companheiros resolvem invadir os demais vagões em busca da autoridade que está por trás de toda a injustiça e crueldade que comanda o trem.