Com o alinhamento da Terra com os outros planetas, uma série de explosões no sol começa a afetar a vida terrestre. Depois de pesquisas em uma mina subterrânea, cientistas descobrem como o planeta está sendo afetado, e percebem que tudo o que é conhecido hoje será destruído em pouco tempo. Apesar de o cientista Adrian avisar ao presidente americano, as medidas necessárias para tentar conter o problema não são tomadas, e quando chega o ano de 2012, o ser humano corre um sério risco de extinção.

Tentando fazer de tudo para salvar a vida de sua família, o escritor fracassado Jackson Curtis segue os conselhos de um profético apresentador de rádio e corre para fugir da morte. Para se salvar, há apenas uma solução, conseguir comprar passagens para as poucas arcas construídas pelos chineses que permitem a sobrevivência de quem estiver ali. Porém, apenas os bilionários conseguem ter dinheiro o suficiente para se salvar. Mesmo assim, Curtis não desistirá enquanto não evitar a morte de sua ex-mulher e de seus filhos.

Inspirado na profecia maia, que afirma que o mundo acaba em 21 de dezembro de 2012, o longa é mais uma produção de filme-catástrofe do cineasta Roland Emmerich. Antes, o diretor já havia realizado obras como Independence Day, Godzilla e O Dia Depois de Amanhã. Emmerich chegou a confirmar pouco antes da estreia do filme, que pretende fazer uma continuação, que se chamaria 2013, e seria uma série de televisão. No filme, dentre as cenas está uma em que o Rio de Janeiro é destruído.