Jack Frost despierta de un estanque congelado con amnesia. Al darse cuenta de que nadie puede verle ni oírle, desaparece. Trescientos años más tarde, Jack, como el joven Espíritu del Invierno, disfruta repartiendo días de nieve a los niños de la escuela, pero le molesta que no crean en él. En el Polo Norte, el Hombre de la Luna advierte a Nicolás San Norte que Pitch Black está amenazando a los niños del mundo con sus pesadillas. Llama a las armas a E. Aster Bunnymund/Conejo, al Hombre de Arena y al Hada de los Dientes. Les dicen que Jack Frost ha sido elegido para ser un nuevo Guardián, y Bunny lo lleva al Polo Norte. El Norte le explica a Jack que cada Guardián tiene un centro, algo de lo que es el Guardián, pero una llamada de auxilio de las hadas de Diente termina la conversación.

Al visitar el mundo de Diente, que se asemeja a un palacio en la India, Jack se entera de que todos y cada uno de los dientes de leche contienen recuerdos de la infancia de los niños que los perdieron, incluidos los de Jack. Sin embargo, Pitch asalta la casa de Tooth, secuestrando a todas sus hadas dentales subordinadas excepto a Baby Tooth y robando todos los dientes, impidiendo así que Tooth comparta los recuerdos de Jack y debilitando la creencia de los niños en ella. Para frustrar el plan de Pitch, el grupo decide recoger los dientes de los niños. Durante su viaje, una pelea entre North y Bunny despierta a un niño, Jamie. Como todavía cree, puede ver a todos menos a Jack. Las pesadillas de Pitch atacan entonces, provocando a Sandy como Guardián de los Sueños. Jack intenta intervenir, pero Pitch abruma a Sandy, que aparentemente desaparece.

Cuando se acerca la Semana Santa, los abatidos Guardianes se reúnen en la casa de Bunny. Con la inesperada ayuda de la hermana pequeña de Jamie, Sophie, comienzan el proceso de pintar huevos para Pascua. Después de que Jack lleve a Sophie a su casa, es atraído a la guarida de Pitch por una voz. Pitch se burla de él con sus recuerdos y el miedo a no creer, distrayéndolo el tiempo suficiente para que Pitch destruya los huevos, haciendo que los niños dejen de creer en Bunny, que reprende furiosamente a Jack. Con la confianza de los Guardianes perdida, un avergonzado Jack se aísla en la Antártida, donde Pitch intenta convencerle de que se una a su bando. Cuando Jack se niega, Pitch amenaza con matar a Diente de Bebé a menos que Jack le entregue su bastón, la fuente de su magia. Éste acepta, pero Pitch rompe el bastón de Jack y lo arroja a un abismo. Al desbloquear sus recuerdos dentro de sus dientes, se entera de que era un adolescente mortal que se sacrificó para salvar a su hermana menor, muriendo de hipotermia y ahogado. Inspirado, Jack repara su bastón y regresa a la guarida para rescatar a las hadas de los dientes secuestradas.

Debido a Pitch, todos los niños del mundo, excepto Jamie, no creen, debilitando drásticamente a los Guardianes. Al ver que la creencia de Jamie flaquea, Jack hace que nieve en su habitación, renovando la creencia de Jamie y permitiéndole convertirse en la primera persona que cree y ve a Jack. Reúnen a los amigos de Jamie, cuya creencia renovada refuerza su lucha contra Pitch. Éste los amenaza, pero sus sueños resultan ser más fuertes que sus pesadillas, lo que provoca la resurrección de Sandy y la reunión de los Guardianes. Derrotado y sin creer ya en él, Pitch intenta retirarse, pero sus pesadillas, sintiendo sus propios miedos, se vuelven contra él y lo arrastran al inframundo. Después, Jamie y sus amigos se despiden de los Guardianes mientras Jack acepta su lugar como Guardián de la diversión.