Polar Express relata las aventuras que vive un niño, de ocho años de edad, en la noche del 24 de diciembre (Nochebuena), justo cuando comienza a perder la esperanza de continuar creyendo en la existencia de Santa Claus y el espíritu que conlleva celebrar la Navidad.
Al prepararse para dormir, un estruendoso ruido se escucha frente a su habitación provocando una breve perturbación sismica ocasionada por un enorme tren que se ha detenido justo enfrente de la puerta de su hogar.
El niño sale impresionado de su habitación y, mientras está explorando el exterior del misterioso tren, es invitado a abordarlo por el conductor del mismo y, aunque se niega primeramente, al final termina corriendo para subirse a bordo.
Ya dentro del tren conoce a un selecto grupo de niños.
El Expreso Polar transportará, a todos esos niños en un recorrido de ida y vuelta rumbo al Polo Norte, donde tendrán la oportunidad, tanto de conocer en persona a Santa y sus duendes trabajadores como de ser elegidos para recibir el primer obsequio de la noche.