阿伦戴尔有两位公主，时值幼年：长公主艾莎沉稳优雅，小公主安娜活泼开朗。安娜夜半求姐姐陪自己玩，问她“想不想堆个雪人？”原本不为所动的艾莎听闻这句即刻睁开眼睛。
　　原来，艾莎与生便有控制冰雪的能力，这给姐妹俩日常的游戏带来无穷乐趣。艾莎将大厅变成溜冰场，按照安娜的样子为她堆雪人雪宝，姐妹俩玩的不亦乐乎。谁料突生变故，在雪堆上玩耍的安娜蹦跳速度太快，艾莎几乎接不住她反因脚下打滑失手用魔法击中安娜致其昏阙。艾莎抱住安娜惊恐哭泣不知所措，国王与王后循声赶来带两个女儿前去地精处寻求解救方法，地精佩比爷爷治好了安娜，为确保不留下心理阴影他将安娜关于“姐姐的魔法”的回忆全部消除，并告诫艾莎要谨慎使用这既美丽又可怕的力量。国王和王后为保护女儿教授艾莎“不去想、控制它”并用“裁减人员”、“封闭城堡”的方式以防外人知晓艾莎能力和发生意外，甚至将安娜与艾莎分开。
　　安娜不知城堡里为何发生巨变，更疑惑为何从前亲密无间的姐姐突然把自己拒之门外，她日复一日在姐姐门外想尽方法哄她出来玩却都得不到回应，安娜唱着欢乐却寂寞的歌呼唤姐姐，在城堡里孤单长大。同一时间，旧时阴影使艾莎充满恐惧，生怕伤到他人，随着她的成长她的魔法也越来越强，几乎不受控制，国王与王后尽力安抚但收效甚微。艾莎在父王的嘱咐下戴上手套以此抑制能力，内心的枷锁也越来越沉。
　　待两位公主长成少女，国王与王后却在一场海难中逝世，葬礼上不见长公主身影。安娜在姐姐房外哀求她开门，最后只能倚门坐地，吟唱从小到大一直在问的“你想不想堆个雪人”。门的另一边，艾莎听着妹妹的声音内心挣扎不断，在失控的魔法造出的寒霜里痛苦的抽泣蜷坐。
　　三年后，艾莎即将加冕为女王。加冕日里，安娜欢欣雀跃自己可以与外界接触，单纯地幻想着能够遇见心仪的男子和真实的朋友，改变自己形单影只的世界；艾莎战战兢兢如履薄冰，生怕被外人发现秘密。安娜偶遇来自南方小岛的汉斯王子，两人彼此萌生好感。加冕仪式在有惊无险中顺利举行完毕，入夜晚会歌舞升平，艾莎主动与妹妹说话，安娜惊喜万分，祈求能跟姐姐像幼时一样亲密，艾莎内心万分渴望但迫于隐情还是生硬拒绝了妹妹，安娜受伤离去，落寞的她并没有发现姐姐复杂的注视。
　　随后安娜重逢汉斯王子，两人因身世经历相近更加亲密，安娜贸然答应汉斯王子的求婚，并万分开心向艾莎介绍自己的“未婚夫”希望得到她的祝福。艾莎无法赞同妹妹与“只认识一天的男人订婚”的做法，试图与安娜交流被拒绝，两人争论无果，艾莎表示无法祝福安娜的“婚约”，打算终止晚会。安娜无法再忍受姐姐毫无理由的冷硬，上前阻拦，慌乱中扯掉艾莎的手套，大声询问她为何拒绝整个世界，艾莎惊惧交加忍无可忍挥出一片冰棱惊倒众人。秘密泄露，民众恐慌，艾莎被威斯顿公爵指责为怪物，忍痛抛下追来的安娜远走深山，在她身后，安娜眼睁睁看整个峡湾被冰雪封冻。
　　威斯顿公爵肆意散播女王是妖怪的言论，安娜严厉制止了他并表示今夜变故都是自己鲁莽引起，为了拯救被冰封的阿伦戴尔，安娜将大权暂交给汉斯王子，决意只身前往深山寻回姐姐。
　　而在雪山之巅，艾莎决意远离人世抛开心魔，在荒无人迹的冰雪深处用自己的力量平地建起冰宫天地，欣然拥抱自由。
　　安娜跋雪涉冰寻找姐姐的踪影，途中结识贩冰人的克斯托夫和他的知心伙伴驯鹿斯特，从他口中得知暴风雪从北山而来，随即要求他带自己前往，两人骑一驯鹿历经重重磨难到达北山，等待他们的却是狂暴风雪与能令心脏冻结的变故……