В канун Рождества, когда сомнения начинают подтачивать веру в чудеса, один мальчик, чье имя мы так и не узнаем, лежит без сна в ожидании звуков саней на крыше. Вместо привычного звона колокольчиков за окном раздается низкий гул и скрежет металла по снегу. Перед его домом, окутанный клубами пара, останавливается невероятный поезд – «Полярный экспресс». Его проводник приглашает мальчика в путешествие, сулящее подтверждение того, во что так страшно и так хочется верить. Не без внутренней борьбы мальчик решается шагнуть в вагон, полный других детей в пижамах, и поезд устремляется в ночь, увозя своих пассажиров прочь от сомнений, в самое сердце рождественского волшебства. Путь на Северный полюс оказывается полон испытаний и удивительных открытий. Поезд мчится через заснеженные леса и замерзшие озера, преодолевает опасные горные перевалы, где вагоны балансируют на краю пропасти, и даже несется по гигантскому замерзшему озеру, трескающемуся под тяжестью состава. В этом путешествии мальчик сталкивается не только с внешними преградами, но и со своими собственными страхами и нерешительностью. Он знакомится с другими детьми, каждый из которых ищет в этой поездке что-то свое, но кульминацией становится встреча с одинокой и немного печальной девочкой, которая становится для него самым важным попутчиком. Наконец, достигнув сияющего огнями сказочного города на вершине мира, дети оказываются в эпицентре подготовки к великому празднику. В огромном зале, заполненном эльфами, происходит долгожданная встреча с Санта-Клаусом, и мальчику выпадает честь получить первый рождественский подарок этого года. Его выбор, полный глубокого личного смысла, и невероятный, чистый звук серебряного колокольчика с упряжи оленей становятся для него окончательным, осязаемым доказательством существования чуда, которое он увозит с собой обратно в мир, где для веры всегда найдется место.