Восьмилетняя Эльза, принцесса вымышленного королевства Эренделла, от рождения обладает магической способностью создавать лёд и снег. Она пользуется своими способностями, когда играет со своей пятилетней младшей сестрёнкой Анной. Во время одной из игр во дворце, поскользнувшись на льду, Эльза случайно попадает своей магией в голову Анны. Король и королева, воспользовавшись древней картой, обратились за помощью к троллям. Их предводитель, Пэбби, заживляет Анну (остаётся лишь белая прядь волос), убирает у неё все воспоминания о магических способностях сестры и предостерегает Эльзу о том, что если она не сможет контролировать свои силы и уступит страху, это приведёт к беде.
В целях защиты Эльзы и чтобы никто не пострадал от её силы, королевская семья запирает себя в замке. Эльза, боясь причинить боль своей сестрёнке, и чтобы исполнить советы отца, проводит большую часть своего времени, скрываясь в своей комнате, в полном одиночестве. Анна растёт в замке, но стены и прислуга мешают ей, не дают полноценной свободы, а с сестрой так и не получается наладить общение, несмотря ни на какие попытки. Десять лет спустя их родители отправляются в морское плавание, обещая вернуться через месяц. К сожалению, они погибают во время шторма.
Через три года после их смерти народ Эренделла готовится к коронации Эльзы. Среди почётных гостей появляется герцог Варавский - торговец, который хочет использовать Эренделл для получения прибыли. Возбуждённая, что ворота открыты, Анна мечтает о том, что встретит свою любовь среди новоприбывших. Прогуливаясь по улицам, она встречает Ханса - принца Южных Островов, и у пары быстро развивается взаимная симпатия.
Несмотря на опасения Эльзы, коронация проходит без происшествий, и две сестры начинают постепенно раскрываться друг другу. Во время приёма Ханс предлагает Анне руку и сердце, и она сразу соглашается. Эльза, однако, отказывается предоставить ей благословение на брак, положив начало спору между сёстрами. Ссора завершается проявлением способностей Эльзы, которую присутствующий герцог называет монстром и вызывает у горожан страх перед своей королевой.
В панике Эльза убегает из города в горы, но во время побега она случайно погрузила Эренделл в зиму. В горах, где с помощью магии строит себе ледяной замок, она раскрывается, перестаёт бояться использовать свои способности и решает, что отныне её владениями будет безмолвная ледяная пустыня и холод её сердца.
Мучимая чувством вины, Анна отправляется на поиски Эльзы, стремясь восстановить их сестринские отношения и вернуть лето в Эренделл. В лесу она замечает лавку бродячего торговца Окена, где знакомится с Кристоффом, живущим в лесу и занимающимся добычей и продажей льда. Анна убеждает Кристоффа помочь ей, и вместе с его оленем Свеном они направляются к убежищу Эльзы. Чудом спасшись от нападения волков, они сталкиваются с Олафом - ожившим снеговиком, с которым часто играли в детстве.
Этот снеговик ожил, благодаря магии Эльзы, и мечтает о встрече с летом. Компания направляется к замку Эльзы. Во время разговора Анна пытается безуспешно убедить Эльзу вернуться и остановить оледенение Эренделла. Эльза признаётся, что не знает, как это сделать, и просит оставить её одну. Во время разговора она случайно поражает своей магией сердце сестры, и волосы Анны полностью белеют. В отчаянии Эльза создаёт гигантское снежное существо, которое выбрасывает гостей из замка, и остаётся одна.
Кристофф, узнав о ранении Анны, отводит её к своим опекунам - троллям, которые уже однажды помогли Анне. В этот раз они бессильны - лишь свидетельство истинной любви может исцелить сердце Анны, иначе она навечно превратится в ледяную статую. Предположив, что это может быть поцелуй, Кристофф отвозит Анну обратно в Эренделл и оставляет её в родном замке.
Между тем Ханс с добровольцами отправляется на поиски пропавшей Анны. Они прибывают к ледяному замку, где вступают в бой со снежным троллем. Ханс мешает слугам герцога убить Эльзу, и она теряет сознание. Её привозят в замок, где заключают в тюрьму. Ханс умоляет её отменить зиму, но Эльза не в состоянии контролировать свои силы.
Анна возвращается к Хансу и просит его поцеловать её. Однако последний отказывается и раскрывает Анне свои истинные намерения: он специально приехал на коронацию Эльзы, потому что дома у него нет никаких шансов стать королём. В Эренделле он хотел жениться на Анне из-за престола, а потом убить Эльзу и таким образом стать полноправным правителем. Ханс оставляет Анну и, выйдя к придворным, обманывает их, говоря, что Эльза своей магией убила сестру. Также соврав о женитьбе, он приговаривает Эльзу к смертной казни за измену.
Эльза совершает побег из тюрьмы, под усиливающийся холод и разыгравшуюся снежную метель. Также сбегает и Анна - ей в этом помогает снеговик Олаф, показывающий Анне, что её любит Кристофф. Анна выходит на фьорд и ищет Кристоффа, который вернулся в Эренделл.
Также на фьорде оказываются Эльза и Ханс. Он обманывает её, повторяя ложь про смерть Анны. Убитая горем, Эльза не замечает, что Ханс вытащил меч и хотел убить её. Однако Анна, видя, что Ханс замыслил, жертвует собой, кидается под меч и превращается в ледяную статую, блокируя удар. Эльза, видя это, охваченная горем, обнимает сестру и горько плачет. Через несколько мгновений Анна оттаивает, в результате её выбора и желания спасти сестру - доказательства истинной любви.
Эльза понимает, что любовь является ключом к контролю своих сил и, используя её, убирает зиму в Эренделле, сохранив при этом Олафа и дав ему персональное облачко, чтобы снеговик не растаял. Ханс возвращается на Южные Острова для получения наказания, а Эльза прекращает всякую торговлю с Варавским герцогством. Она обещает больше не закрывать ворота замка, и примирившиеся сёстры вместе празднуют коронацию.