地球氣候突變,成為嚴寒的地獄。倖存的人類躲進一輛被永動機驅動的列車,在冰封的大地上無休止地運行。一旦停下,所有人都會凍死。列車內,生活在末節車廂的人飽受擁擠、骯髒和飢餓的折磨,過著毫無尊嚴的生活。普羅洛夫不堪忍受這一切,打碎玻璃,試圖逃到前面的車廂。
然而,隨著向車頭方向前進,眼見的一切讓他感到震驚和迷惑:早就應該消失的咖啡、煙草、植物園、水族館、圖書館……原來尚存在車上;人們對神聖的永動機貢獻著狂熱的崇拜,仿佛新興的宗教;而末等車廂的人能活下來,全賴來源可疑的食物……越接近車頭,就越接近宿命的謎底。
封閉列車包裹著整個人類社會,無人能逃脫流浪命運。雪國列車會把最後的人類帶往何方?