影片中的故事发生在一个不知名的小镇上，小镇临近寒带，终年积雪，只在每年6-9月间天气回暖，通往小镇外的山路才能通行。

主角哈森·洛伦兹和妻子安娜、儿子费恩就是趁这个时候回家探望哈森的父母。可是他们刚到家不久，小镇的天气忽然变化，下了一场掺着冰雹的大雨，到半夜雨变成雪，小镇一下子进入深冬，道路积雪严重，车子开不出去，把这对夫妻都留在在了镇里。

镇里的电话线路与高压电路也被这场大雪压坏，整个小镇一夜之间成为孤岛，无法再和外界联系。

变天当晚，哈森年幼的儿子费恩因为天气突变而发起了高烧。哈森的父亲给孩子喝了退烧药，但天亮之后他仍然高烧不止，于是哈森和安娜决定冒着雪带他去小镇里唯一的私人诊所治疗。

他们冒着风雪铲开门前积雪，带着孩子开上小镇中心的公路。强风不停将雪屑泼到挡风玻璃上，车内的热气化开一点雪，很快又结上厚厚的冰壳，模糊了他们的视线，因此两人都并没注意到，小镇北方渐渐涌来了一片浓雾。

白雾缓慢地追上他们的车子，从雾里猛地伸出一条章鱼似的触手，重重抽在后备箱盖上。

车子差点被抽翻，哈森和安娜同时大叫了起来，从道路两侧的房屋里传出更多同样凄厉的尖叫声。哈森摇开车窗玻璃，看到近处薄雾中隐隐展现出许多诡异的怪物。

挥着触手的巨大章鱼，细长利足如同机械般规整起落的螯虾，骨架透明的灯塔水母，八足细长高挑的海蜘蛛，圆身利口满身尖刺的帝王蟹，头颅巨大而身体细长如飘带的怪鱼……仿佛深海里的怪物乘着雾气而来，吞噬着它们所能见到的一切活物。

哈森拿手枪打断了一只章鱼脚，趁机发动汽车冲出迷雾，横冲直撞地开到了私人诊所。

施洛特医生给费恩用了药，但费恩的病始终没有起色，哈森夫妇痛苦、自责、争吵、接吻、合好，拖了二十分钟的戏。洛伦兹医生让他们夫妇守着孩子，带着诊所里的几名护士用木条钉上门窗，拿着枪守在屋里，紧张地度过了整个白天。

到了傍晚时雾气忽然消散，那些怪物也随着海潮般的雾气撤离。人们渐渐鼓起勇气出来查看，才发现已经有不少人家因为大雪与怪物袭击导致房屋倒塌，大批人受伤甚至被怪物杀死，躲在地窖里的幸存者和伤者都被送进镇上最坚固的教堂里，洛伦兹医生也过去救人。

一连几天，这些怪物都是乘雾而来，乘雾而去，留在小镇上的时间越来越长。主角哈森发觉了这个规律，觉得总有一天这些怪物会永远停留在小镇上，于是发动所有人跟随自己离开。

有的人宁愿死在小镇上，有的还怀着军方会来救援的期待，有的则觉得外面大雪封山，出去了也只会死在山路上……直到一天晚上，一只本该随雾散去的巨型海蛛忽然出现袭击了教堂，杀害了十几名小镇居民，才被匆匆赶来的哈森和医生等人杀死。

人们终于不敢再留在小镇里。除了一些宁愿死在自己家里的老人，其余能走的人都被动员起来，趁夜清出一条通往镇外的路，开车冲向外面。但这一天天色还没亮，雾就飘起来了，白雾中出现了比平常更多的怪物。一路逃杀，从小镇一起驶出来的车队渐渐在迷雾中分散，一辆又一辆车永远陷落在迷雾里，只剩下哈森一家所乘的车仍然前行。

电影结束时，他们终于冲出浓雾，每个人身上都带着累累伤口，斑斑血迹，互相扶持着走下车子，沐浴着外面世界明亮温暖的阳光。

镜头拉得更远，在他们身后，浓雾已封堵住了那条进入小镇的山路。