Handlingen i filmen begynner i 2009 når vitenskapsmenn oppdager at urgamle spådommer om jordens undergang, blant annet hentet fra mayaenes kalender, er sanne og at jordkloden vil bli ødelagt 21. desember 2012. På denne datoen bryter det ut en rekke ekstreme naturkatastrofer som utsletter store deler av menneskeheten: jordskorpen sprekker opp og landområder flytter seg i voldsomme jordskjelv, vulkanutbrudd og tsunamier. Verdenslederne, de rikeste og enkelte utvalgte har imidlertid sikret seg plass i flere «arker», gigantiske overlevelseskip, som i all hemmelighet er blitt bygd i Tibet. Hovedpersonene, en skilsmissefamilie fra California, klarer å unnslippe farene og til sist redde seg inn i en av arkene, der menneskene er trygge til katastrofen er over.