Zonder hulp te zoeken en zonder toestemming te vragen, verzamelen de Russische geofysicus Segey Zimov en zijn zoon Nikita elk groot en wollig dier dat ze te pakken kunnen krijgen om ze naar een verre uithoek van Siberië te brengen. Ze noemen hun project Pleistocene Park. Het doel is het herstellen van het ecosysteem uit de ijstijd om een catastrofale opwarming van de aarde tegen te gaan.
Vijftien jaar geleden heeft Sergey een artikel gepubliceerd in het wetenschappelijk tijdschrift Science, waarin hij aantoonde dat de bevroren arctische grond twee keer zoveel koolstofdioxide bevat als de atmosfeer van de aarde. Deze grond is aan het smelten en daarmee zal de koolstofdioxide vrijkomen. Begrazing door immense hoeveelheden dieren kan dit probleem volgens hem oplossen.
Aan de ene kant hebben zijn genialiteit en charisma Zimov veel vrienden en aanhangers opgeleverd. Daar staat tegenover dat zijn buitenproportionele ego, zijn gebrek aan diplomatie en zijn humeur het een uitdaging maken om met hem te werken. Nikita, zijn zoon, is de enige die het nog uithoudt met zijn vaders eigenaardigheden en die zijn werk en visie voort kan zetten.
