ในอาณาจักรแห่งเอเรนเดลล์ พระราชาและพระราชินีมีพระธิดาสองคน เจ้าหญิงเอลซ่า พระธิดาองค์โต และเจ้าหญิงแอนนา พระธิดาองค์เล็ก จากเจ้าหญิงทั้งสองคน เอลซ่าเกิดมาพร้อมความวิเศษในการเสกน้ำแข็งออกมาได้ดังใจสั่ง คืนหนึ่ง อันนาปลุกเอลซ่าให้มาเล่นด้วยกัน ขณะที่เอลซ่าและอันนากำลังเล่นกำลังเล่นสนุกสนานกับพลังวิเศษนี้ พลังหิมะของเอลซ่าถูกเสกเข้าที่หน้าของอันนาด้วยความไม่ตั้งใจ อันนาหมดสติ และเส้นผมส่วนหนึ่งของเธอเปลี่ยนเป็นสีขาว พระราชาและพระราชินีรีบพาเจ้าหญิงทั้งสองไปยังหุบเขาอันเป็นที่อยู่ของเผ่าโทรลล์ผู้วิเศษเพื่อขอความช่วยเหลือ ในขณะที่อันนายังหมดสติอยู่นั้น ปู่แพ็บบี้ โทรลล์เฒ่าผู้นำเผ่า กล่าวว่าโชคดีที่เธอถูกพลังแค่ที่หน้า แต่หากเป็นหัวใจแล้วจะต้องแย่แน่ๆ แพบบี้ได้ลบความทรงจำของอันนาเกี่ยวกับพลังของเอลซ่าออก เหลือทิ้งไว้แต่ความสนุกสนานของทั้งสองพี่น้อง และเตือนเอลซ่าว่าพลังของเธอจะเพิ่มพูนขึ้นเรื่อยๆ เธอต้องหัดที่จะควบคุมพลังนี้ให้ได้

เมื่อกลับสู่พระราชวัง เพื่อซ่อนเรื่องนี้เป็นความลับ พระราชาทรงสั่งให้มีการปิดประตูวัง ไม่ให้บุคคลทั้งภายนอกและภายในเข้าออก สองพี่น้องต้องถูกเลี้ยงดูแยกจากกัน การควบคุมพลังของเอลซ่านับวันมีแต่จะแย่ลงเรื่อยๆ พระราชาต้องมอบถุงมือพิเศษให้เอลซ่า เพื่อให้เธอควบคุมพลังของเธอได้ง่ายขึ้น ในขณะที่อันนาแม้จะได้ใช้ชีวิตอย่างปกติธรรมดา แต่ก็ต้องอยู่กับโดดเดี่ยวตลอดหลายปี จากการที่เอลซ่าไม่ยอมพูดคุยกับเธอ แม้เธอจะยังจดจำความสนุกสนานที่เคยมีด้วยกันตอนเด็กๆได้ จนกระทั่งจุดพลิกผันมาถึงชีวิตของทั้งสองเมื่อพระราชาและพระราชินีทรงสิ้นพระชนม์อย่างกระทันหันขณะเดินทางออกทะเล

สามปีหลังจากกการสิ้นพระชนม์ของพระราชาและพระราชินี เอลซ่าก็มีมีอายุครบกำหนดที่จะเข้าพิธีราชาภิเษก ในวันพิธีนั้น ประตูวังจึงได้เปิดออกหลังจากปิดมานานหลายปี อันนาซึ่งใช้ชีวิตอย่างโดดเดี่ยวมานานจึงออกจากวังเพื่อไปสำรวจบ้านเมือง ก่อนจะได้เจอกับเจ้าชายฮานส์ บุตรชายคนที่สิบสามของพระราชาแห่งหมู่เกาะทะเลใต้ และด้วยใบหน้าที่หล่อเหลาของเขา ทำให้อันนาตกหลุมรักฮานส์อย่างรวดเร็ว ส่วนเอลซ่าเธอเกรงว่าเธอจะปล่อยพลังของเธอออกมาในงานราชาภิเษก และเธอพยายามควบคุมมันไว้จนได้

ที่งานเลี้ยงหลังพิธี อันนาและเอลซ่าได้พูดคุยต่อหน้ากันเป็นครั้งแรกในรอบหลายปี ทุกอย่างดูเหมือนจะดีขึ้น ทว่าเพียงครู่ต่อมาเมื่ออันนาได้พาฮานส์มาพบเอลซ่า เพื่อขออนุญาตจากเอลซ่าให้ทั้งสองแต่งงานกัน เอลซ่าไม่อนุญาต และให้เหตุผลว่าอันนาจะแต่งงานกับชายหนุ่มที่เพิ่งเจอกันแค่วันเดียวไม่ได้ และสองพี่น้องเริ่มทะเลาะกัน อันนาดึงถุงมือของเอลซ่าออก ด้วยความกดดัน เอลซ่าไม่สามารถควบคุมพลังวิเศษของเธอได้ และเสกน้ำแข็งออกมาต่อหน้าผู้คนทั้งอาณาจักร ดยุคแห่งวีเซิลตัน ซึ่งเป็นหนึ่งในแขกต่างเมืองที่มาร่วมงาน ตะโกนใส่เอลซ่าว่าเธอคือปีศาจ เธอจึงหวาดกลัวและวิ่งหนีออกไปจากเมือง และซ่อนตัวบนภูเขาอันห่างไกลจากอาณาจักร ณ ที่นั้น เธอรู้สึกปลดปล่อยจากความกดดันที่เธอพบมาเนิ่นนาน และได้ใช้พลังของเธอสร้างพระราชวังน้ำแข็งอันสวยงามขึ้นมา โดยที่ตลอดเวลานี้เธอไม่รู้เลยว่าพลังความกลัวของเธอทำให้ทั้งอาณาจักรตกอยู่ในสภาพฤดูหนาวชั่วนิรันดร์ที่โหดร้าย

ทางด้านของอันนา ซึ่งรู้สึกผิดที่เป็นต้นเหตุทำให้พี่ของตนหนีไป จึงรีบออกตามหาเอลซ่าด้วยตนเอง และมอบหมายให้เจ้าชายฮานส์เป็นผู้ดูแลอาณาจักรชั่วคราวแทน ในระหว่างทาง อันนาได้พบกับคริสตอฟฟ์ และสเวน กวางเรนเดียร์คู่ใจของเขา เพื่อให้เขาช่วยนำทางในการตามหาเอลซ่า ทว่าเพียงไม่นานหลังจากทั้งกลุ่มออกเดินทางด้วยกัน ก็ถูกฝูงหมาป่าออกมาไล่ล่า ระหว่างที่ทุกคนหนีเอาตัวรอด คริสตอฟฟ์ต้องเสียเลื่อนหิมะราคาแพงของเขา ด้วยความรู้สึกผิด อันนาจึงขอออกเดินทางต่อด้วยตัวเอง และจะชดใช้ค่าเสียหายให้เขาเมื่อเธอตามหาเอลซ่าพบ คริสตอฟฟ์ แม้จะไม่อยากจะช่วยอันนาในการเดินทางต่อ แต่สเวนก็โน้มน้าวให้คริสตอฟฟ์เปลี่ยนใจและช่วยอันนาตามหาพี่สาวของเธอต่อ ทั้งกลุ่มเดินทางมาพบกับโอลาฟ ตุ๊กตาหิมะที่เอลซ่าสร้างขึ้นระหว่างที่เธอกำลังหัดใช้พลังของเธอในการสร้างพระราชวังน้ำแข็ง โดยที่เอลซ่าเองไม่รู้ว่าโอลาฟนั้นได้มีชีวิตขึ้นมา โอลาฟอาสานำกลุ่มไปพบกับเอลซ่า

เมื่อทั้งพวกเขามาเจอกับเอลซ่าที่พระราชวังน้ำแข็ง อันนาพยายามเกลี้ยกล่อมให้เอลซ่ากลับไปช่วยอาณาจักรให้คืนสู่ฤดูร้อน แต่เอลซ่ากลับยิ่งกลัวที่พลังของเธอรุนแรงขนาดนี้ ทั้งยังเผลอระเบิดพลังความหวาดกลัวของเธอเข้าใส่เข้าหัวใจของอันนา และปฏิเสธที่จะกลับไปยังเอเรนเดลล์ เอลซ่าเสกมนุษย์หิมะขนาดยักษ์ขึ้นมาเพื่อนำพวกเขาออกไปจากวัง ผมของอันนาเริ่มกลายเป็นสีขาว ทำให้อันนาเริ่มกังวล คริสตอฟฟ์อาสาพาอันนาไปหาพวกโทรลล์ ที่ซึ่งเขานับถือเป็นครอบครัว และเพราะเขาเองก็เคยเห็นพ่อแม่ของอันนามาขอความช่วยเหลือจึงรีบออกเดินทางกลับไปยังเอเรนเดลล์ เพื่อให้อันนาได้พบกับฮานส์ที่คิดว่าคือรักแท้ของอันนา

ขณะเดียวกัน ด้วยความกังวล ฮานส์ได้ออกไปตามหาอันนา โดยมีทหารสองนายของดยุคแห่งวีเซิลตันซึ่งไดรับการกำชับให้สังหารเอลซ่า อาสาร่วมเดินทางไปกับฮานส์ด้วย เมื่อไปถึงพระราชวังน้ำแข็ง ขณะที่ฮานส์ต่อสูกับมนุษย์หิมะยักษ์ที่เอลซ่าสร้าง ทหารของดยุคได้มุ่งหน้าเข้าภายไปในวังเพื่อเตรียมสังหารเอลซ่า เอลซ่าพยายามใช้พลังของเธอต่อสู้กลับพวดเขาและเกือบฆ่าทหารทั้งสอง แต่ฮานส์เข้ามาถึงในเหตุการณ์และขอร้องเอลซ่าให้หยุด ขณะที่เอลซ่าตั้งสติได้ ทหารของดยุคได้ยกหน้าไม้ขึ้นเตรียมฆ่าเธอ ฮานส์เข้าไปปัดหน้าไม้ขึ้นยิงใส่โคมน้ำแข็งเหนือเอลซ่า เอลซ่าวิ่งหลบแต่ล้มและหมดสติไป ก่อนจะฟื้นในห้องขังที่เอเรนเดลล์ ฮานส์ขอร้องให้เอลซ่าหยุดหิมะนี้ แต่เธอบอกว่าเธอไม่รู้ว่าต้องทำอย่างไร เพียงไม่นาน คริสตอฟฟ์พาอันนากลับมาถึงเอเรนเดลล์ อันนาเล่าเรื่องการกระทำแห่งรักแท้ให้ฮานส์ แต่ก่อนที่ฮานส์จะจุมพิตอันนา ฮานส์ก็ได้เปิดเผยตัวตนออกมาว่าเรื่องที่เขารักอันนาเป็นเรื่องที่เขาสร้างขึ้น การที่เขามีพี่ชายถึงสิบสองคน ทำให้เขาไม่มีทางจะมีอำนาจได้เลย เขาจึงคิดจะแต่งงานกับอันนา ก็เพื่อเตรียมจะยึดตำแหน่งราชาแห่งเอเรนเดลล์ได้หากเขาวางแผนฆ่าเอลซ่าอย่างลับๆได้สำเร็จ

ฮานส์ขังอันนาทิ้งไว้ในห้องให้เธอทนกับความหนาวเย็นจนกว่าจะตาย และหลอกให้เหล่าขุนนางเชื่อว่าเขาได้ให้ปฏิญาณแต่งงานกับอันนาก่อนเธอตาย ทำให้เขาเป็นผู้มีอำนาจอย่างสมบูรณ์ และประกาศให้เอลซ่าเป็นกบฏและสั่งประหารชีวิต แต่เอลซ่านั้นใช้พลังของเธอช่วยหนีออกไปจากที่คุมขังได้เสียก่อน ทว่าความหวาดกลัวของเธอทำให้เกิดพายุหิมะอย่างรุนแรงรอบเอเรนเดลล์ คริสตอฟฟ์และสเวนมุ่งหน้าฝ่าพายุหิมะเพื่อพยายามกลับเข้าไปในวัง ในขณะที่โอลาฟเข้ามาช่วยอันนาเอาไว้ได้และพาเธอหนีออกจากวังเพื่อไปหาคริสตอฟฟ์ ฮานส์ตามหาเอลซ่าในพายุหิมะจนเจอ และหลอกเธอว่าอันนาตายแล้ว เธอล้มลง ด้วยความเสียใจพายุหิมะหยุดนิ่ง อันนาซึ่งกำลังเดินไปหาคริสตอฟฟ์ เห็นฮานส์ที่กำลังคว้าดาบขึ้นมาเพื่อเตรียมสังหารเอลซ่าอยู่ใกล้ๆ จึงได้วิ่งเอาตัวของเธอเข้าไปขวาง ก่อนที่ร่างของเธอจะกลายเป็นน้ำแข็งในเสี้ยววินาทีสุดท้าย ดาบของฮานส์ระเบิดออกและกระแทกเขาจนหมดสติ เอลซ่าหันมาเห็นร่างของอันนาและกอดเธอไว้อย่างเสียใจ ทว่าการกระทำของเอลซ่านั้นเป็นการกระทำแห่งรักแท้ ร่างน้ำแข็งของเธอค่อยๆละลายและกลับมามีชีวิตอีกครั้ง เอลซ่าจึงเข้าใจแล้วว่า ความรักนี่เองที่ทำให้เธอควบคุมพลังของเธอได้ ก่อนที่เธอจะใช้พลังของเธอค่อยๆละลายหิมะที่ปกคลุมไปทั่วทั้งอาณาจักร

ฮานส์ถูกส่งตัวกลับไปยังอาณาจักรของเขาเพื่อรับโทษ เอลซ่าประกาศตัดขาดทางการค้ากับเมืองวีเซิลตันท่ามกลางคำคัดค้านที่ไร้ผลของดยุค อันนาซื้อรถเลื่อนคันใหม่ให้คริสตอฟฟ์ชดใช้คันที่เสียไป ก่อนที่คริสตอฟฟ์จะจูบเธอด้วยความดีใจ เอลซ่าใช้พลังของเธอเปลี่ยนพื้นที่ในวังเป็นให้เป็นลานน้ำแข็งให้ชาวเมืองได้เพลิดเพลินกันอย่างมีความสุข และบอกอันนาว่าพวกเธอจะไม่มีวันปิดประตูวังอีกต่อไป