在四面环海、风景如画的阿伦黛尔王国，生活着两位可爱美丽的小公主，艾莎和安娜。

    姐姐艾莎出生便带有能够创造冰雪的魔法，她在儿时常以这种魔力与感情亲密的妹妹安娜玩耍。某天清晨，两人在王宫里玩雪，创造出一座雪雕乐园。但当玩的正疯时，艾莎的冰不慎误击跑跳中的安娜，让她滚落地面而昏迷不醒。国王和皇后急忙带着两姐妹上山寻求地精协助。地精老佩比治疗了魔法对安娜的伤害，但消除了她对魔法的记忆。他亦警告说艾莎的魔力确实美丽，但也很危险，必须加以管控。事后虽消除了安娜对这场意外的一切记忆，但艾莎的心灵仍然因为该次事件的震撼而深受创伤。接着，国王和皇后致力以各种措施隐藏艾莎的冰能力，关上了城堡大门，也使艾莎必须长时间关在寝室内。然而，魔力却随着艾莎的成长而日渐增强，让她随时活在可能伤及他人的恐惧中。另一方面，安娜不知道为什么身为亲姐姐兼最好玩伴的艾莎，要在一夕之间与自己断去联系，而感到受伤与困惑。安娜好几次都跑到艾莎房前，试着用各种方法哄她出来玩，却总是无疾而终。当两人长大后，国王与皇后又在一场海难中双双身亡，失去父母的姐妹俩尽管感到孤单无助，但又不能寻求对方的陪伴与慰藉。

    三年后，已成年的艾莎必须继承王位，成为女皇。虽然她对于自己要打开大门、在世人之前亮相而满心担忧，但加冕典礼仍安然无事的宣告完成。与艾莎相反，因为城堡门大开而兴奋不已的安娜如脱缰野马在王国四处游荡，并撞见了来自南方小岛的王子汉斯，两人间的情愫油然而生。当安娜带着才刚认识一天的汉斯来见艾莎，表示希望能获得她对两人的祝福。然而艾莎无法接受妹妹仓促与陌生人互许终身，两人爆发口角，安娜生气，扯掉了艾莎的手套，而艾莎就在情绪激动下释出了一阵锋利的冰碎片。众人一片哗然和震惊，受邀与会的威斯顿公爵也指责艾莎是动用巫术的怪物。备感压力的艾莎慌张逃出王国，遁入北山中。

    首次远离了自己一直戒慎恐惧地提防、保护的人群，艾莎决定欣然拥抱自身的力量。她在无意中造出了儿时与安娜堆过的雪人雪宝、并不知觉地赋予了它生命，还盖起一座富丽堂皇的冰宫殿，深信自己不必再被这种随时会伤到他人的苦恼所困。艾莎有所不知的是自己在逃跑的过程中，外溢的魔力已让盛夏的阿伦黛尔被永恒的严冬所覆盖。

    在阿伦黛尔，安娜认为艾莎的出走是自己所致，决定前去寻找艾莎，带她回国以消除寒灾。最后在采冰人克斯托夫、驯鹿斯特的协助与中途出现的雪宝指引下，安娜穿越了深山老林、找到冰宫里的艾莎，期待地表示希望能与姐姐重修旧好。艾莎虽然很高兴能看到妹妹，却依然害怕儿时误伤安娜的悲剧重演，婉拒了她的好意。但在安娜告诉她阿伦黛尔陷入冰雪之中后，引发了艾莎的恐慌，她了解自己终究造成了破坏，并在转身时失控释出一波冰柱打中安娜胸口。当克斯托夫和雪宝上来找安娜后，艾莎为了让妹妹快点远离自己，造出了巨型雪怪“棉花糖”，将一伙人撵出去，不过心中的阴影因为折磨和自责而扩大，连带使得冰宫变得更加昏暗和诡异。与此同时，安娜离开冰宫后身体变得越来越虚弱，体温降低、头发也变白，克斯托夫带她去地精部落见佩比，佩比指出安娜胸口内的冰已经置她生命于险地，唯有真爱之举才能救她，于是两人急忙踏上回阿伦黛尔的路寻找汉斯。

    安娜走后，率领部队寻找安娜的汉斯已从阿伦黛尔追到艾莎的冰宫外，在众人与防卫宫殿的棉花糖激战时，威斯顿公爵的两名手下突入宫内，准备按照公爵的命令击毙艾莎，而艾莎则以冰雪当成武器抵抗，几乎杀死两人。赶到现场的汉斯要求艾莎放过他们，以免真的变成别人口中的怪物， 接着威斯顿公爵手下用弓箭射落大吊灯，让来不及逃离的艾莎被当场击昏，押回王国地牢。汉斯接着又到牢内请求她终止寒冬，但艾莎只是承认自己无力解决。此时的安娜被克斯托夫疾速带回皇宫，认为汉斯的一吻能解救她的命。然而汉斯根本不爱安娜，当初与安娜交往只不过是为了当上阿伦黛尔的国王，实为政治阴谋。此时汉斯不顾安娜的哀求，决定放任她在房里死去，然后以叛国罪罪名处死艾莎，进而达成夺权野心，但在汉斯来杀艾莎时，她却释出冰雪冻裂了手镣，并得以破墙而出，而因为艾莎心绪不定，城堡陷入了暴风雪中。此时赶到皇宫的雪宝发现了瘫软在地上的安娜，并向她表示克斯托夫已经爱上她。而此时，雪宝发现克斯托夫因看到城堡被暴风雪覆盖而返回，安娜也在雪宝的帮助下明白了她自己的心，于是两人决定冒着暴风雪，前去寻找克斯托夫这个仅剩的解药。

    汉斯在冻结的峡湾上追到了逃跑艾莎，骗她说安娜已死，让深受打击的艾莎颓然跌坐地上。但就当汉斯准备杀她时，拖着病体到城堡外找克斯托夫的安娜目睹了这一切，连忙用最后的一丝力气挡到两人中间，粉碎了汉斯挥下的剑，但自己也冻结成冰。艾莎抱着安娜的冰雕像啜泣，但安娜却开始融化，因为她在生命垂危时没有奔向能用真爱疗愈自己的克斯托夫，而是自我牺牲地前去拯救即将被杀的艾莎，这个举动仍构成了真爱的要件，消除了伤害。而艾莎也了解真爱才是主宰冰魔力的关键，并终结了自己先前无法控制的寒冬。

    阿伦黛尔重拾温暖之后，艾莎重新坐上王位，她已经能对自己的魔力运用自如，变了一朵小雪云让雪宝能在夏天中保持不融。最后，汉斯被遣返回南埃尔斯面对他的罪刑，阿伦黛尔与威斯顿公爵的国家断绝邦交，克斯托夫如愿和安娜接吻，而艾莎也与安娜重拾了如过往般亲密的姐妹关系，两人与国民们在艾莎开放城堡而变出的溜冰场里同乐。

 2015年2月22日，CCTV-6播出美国动画片《冰雪奇缘》，第一次观看。