Antes del amanecer del hombre y las bestias, los Inmortales libraron guerras entre ellos en el Cielo. Los victoriosos se declararon a sí mismos los Doce Olímpicos, mientras que los vencidos fueron renombrados los Titanes y encarcelados bajo el Monte Tartaro. El Arco de Epiro, un arma de inmenso poder, se perdió en la Tierra durante la guerra.

El capitán Colter Stevens (Gyllenhaal), que participa en un programa experimental del gobierno para investigar un atentado terrorista, se despierta en la piel de un viajero del tiempo cuya misión es vivir una y otra vez el atentado a un tren hasta que consiga averiguar quién es el culpable. Una oficial de comunicaciones (Farmiga) guiará a Stevens en su viaje a través del tiempo. En el tren el joven conoce a una viajera (Monaghan) por la que se sentira atraído

Fred Flarsky, es un periodista talentoso pero desempleado, que constantemente lucha contra sus propias tendencias autodestructivas. Cuando Charlotte Field, la antigua niñera de Fred y una mujer increíblemente influyente por mérito propio, se vuelven a encontrar, comienzan a salir juntos. El humor autodepreciativo de Fred encanta a Charlotte, pero ella se está preparando para postularse a la Presidencia y Charlotte contrata impulsivamente a Fred como su redactor de discursos. Fred, fuera de lugar en el equipo elite de Charlotte, no está preparado para el centro de atención. Sin embargo, las chispas vuelan cuando su química innegable conduce a un romance vertiginoso y a una serie de incidentes inesperados y peligrosos.

Las investigaciones del climatólogo Jack Hall indican que el calentamiento global podría desencadenar un repentino y catastrófico cambio climático de la Tierra. Hall advierte a los dirigentes políticos de la necesidad de adoptar inmediatamente medidas para evitarlo, pero sus advertencias llegan demasiado tarde: una serie de anómalos fenómenos climáticos empiezan a producirse en distintas partes del globo. El calentamiento global ha puesto el planeta al borde de una nueva era glacial. Mientras Jack advierte a la Casa Blanca del inminente cambio climático, su hijo Sam y sus amigos se encuentran atrapados en Nueva York, a donde han ido para participar en un concurso académico entre institutos.