Em uma continuação 16 anos após "Meu Papai é Noel 3", Scott Calvin ainda está comandando o trenó, como Papai Noel. Durante sua última ronda de entrega de presentes, Scott parou em uma de suas casas favoritas, mas percebeu que a criança agora já é adulta. Para piorar as coisas, ele notou que sua magia como Papai Noel está começando a decair. Se reconciliando com o fato de estar nessa função faz 28 anos, Scott volta para o Polo Norte se questionando como o tempo passou tão rápido. Enquanto isso, Carol, a Mamãe Noel, conforta Cal e Sandra, Filhos de Scott e Carol, que agora já são adolescentes. Eles desejam poder passar o Natal com o pai, mas sabem que as crianças do mundo contam com ele. Depois da volta de Scott, ele vai à uma consulta médica no Polo Norte, perguntando sobre a perda de magia, e descobre também estar perdendo peso - a pior notícia que um Papai Noel pode receber. Scott treina para recuperar a magia do Papai Noel a tempo do Natal seguinte. Liberado para voo, Scott e seu companheiro duende, Nolan, partem para trazer alegria ao mundo mais uma vez. No entanto, ao notar que a lista de entrega de presentes deste ano se tornou mais curta - uma tendência alarmante notada nos últimos anos - a magia de Scott continua a perecer. Tudo chega a um fim quando Scott cai do telhado de uma casa, caindo sobre um amontoado de neve no chão.

Depois do acidente de Scott, ele volta para o Polo Norte desolado. A duende chefe, Betty, revela para Scott que há uma Cláusula Secessus que indica que ele pode se aposentar como Papai Noel se conseguir encontrar um sucessor digno. Não querendo desistir ainda do Polo Norte, Scott decide que um dos filhos seria um ótimo sucessor. Assim ele pode deixar de ser o Papai Noel, mas sem deixar o Polo Norte. No entanto, ele logo percebe que nenhum dos filhos está disposto a assumir o cargo. Na verdade, ele descobre que Cal e Sandra têm curiosidade sobre a vida fora do Polo Norte. Scott percebe que os filhos precisam mais da presença dele. Scott e Carol concordam que está na hora de voltar para o mundo real, então Scott anuncia sua aposentadoria e começa a busca pelo sucessor digno.

O Polo Norte está em frenesi, enquanto os Calvins cuidam dos assuntos pendentes. Carol começa a fazer as malas enquanto Scott entrevista potenciais candidatos ao Papai Noel selecionados por Betty. Um dos candidatos, Simon Choksi, chega ao Polo Norte com a filha, Grace. Cal mostra os arredores para os dois até chegar a hora da entrevista de Simon. Enquanto Scott entrevista Simon, Sandra mostra o Polo Norte para Grace. Diferente dos outros, Sandra não quer deixar para trás o único lar que conhece. Durante a entrevista, Simon explica que a sua empresa online é um fracasso em função do sistema de entrega. Depois de Scott dispensar Simon, Cal anuncia que Sandra e Grace estão desaparecidas. Scott e Simon seguem pela Floresta Bamba para encontrá-las. Enquanto fazem isso, Scott conhece o lado mais sensível de Simon e começa a enxergá-lo como um pai dedicado. Eles encontram Sandra e Grace com La Befana na cabana da bruxa. Scott explica para Sandra que ele também tem medo de partir, o que conforta Sandra. Ao retornarem para o Polo Norte, Scott oferece o cargo de Papai Noel para Simon, que o aceita com o ecorajamento de Grace. Os Calvins voltam para Chicago para começarem uma nova vida.

Scott e a família se ajustam à vida em Chicago. Carol rapidamente se reconecta com as amigas da administração da escola, Sandra entra em um clube de montaria e Cal arruma a sua primeira namorada. Enquanto todos seguem bem-sucedidos, Scott tem dificuldades para encontrar propósito e a própria identidade agora que ele não é mais o Papai Noel. Ele acaba conseguindo um emprego de meio período na Tudo Agora, a empresa online que Simon fundou. Enquanto isso, Simon começa aos trancos e barrancos no Polo Norte. Ele perde o casaco do Papai Noel, mas tenta seguir com uma atitude positiva. Quando ele descobre como o sistema de entregas do Papai Noel funciona, ele enxerga nisso uma oportunidade para resolver os problemas com entregas que ele tinha com a Tudo Agora. Simon redireciona o sistema de entregas do Polo Norte para entregar o ano todo e servir à própria empresa, o que desagrada Betty e Nolan. Betty sabe que o espírito natalino ainda está em queda, mas deseja dar a Simon uma chance de resolver tudo. Nolan, por outro lado, decide deixar o Polo Norte por não querer mais lidar com Simon. Nolan se une a Scott, entregando encomendas em Chicago. De volta ao Polo Norte, o espírito natalino cai e duendes começam a desaparecer. Betty busca ajuda com La Befana. Com o Natal chegando, se torna aparente que ninguém está no clima natalino. Scott nota isso, mesmo não sendo mais o Papai Noel, mas ele ainda conhece o Natal melhor que ninguém e precisa estar presente pela família dele. A família decide passar uma noite unida e decorando a casa para o Natal, mas assim que começam, Scott recebe uma visita inesperada.

Scott é transportado para o Natal-verso, onde ele aprende sobre todos os Papais Noéis ao longo da história. Ele encontra com o Papai Noel anterior a ele, além de São Nicolau em pessoa. Scott aprende sobre o próprio passado, como ele e a família são especiais em relação ao universo dos Papais Noéis, e que não estava na hora dele se aposentar. Enquanto isso, no Polo Norte, duendes continuam a desaparecer em função da queda do espírito natalino e Simon continua a usar o sistema de entregas para a Tudo Agora. Scott volta para Chicago e conta para a família que ele precisa voltar para o Polo Norte para salvar o Natal. Scott e Nolan voltam para o Polo Norte. Nolan tenta encontrar Betty, mas ela também desapareceu. Simon captura Scott e o mantém encarcerado para que ele não possa interferir. Carol, Cal e Sandra, usando as recém-descobertas habilidades mágicas de Cal e Sandra, retornam para o Polo Norte para ajudar Scott a salvar o Natal.

Carol, Cal e Sandra voltam para o Polo Norte e libertam Scott da cadeia. Ao perceberem que Simon nunca vestiu o casaco do Noel, eles o procuram para que possam reestabelecer o espírito natalino e salvar o Natal. Simon, ciente do plano, parte para encontrar o casaco antes deles. Simon encontra o casaco primeiro e planeja destruí-lo, mas antes que consiga, Grace o confronta. Simon percebe o erro que cometeu e devolve o casaco para Scott. Ele deixa de usar erroneamente o sistema de entregas, elevando o espírito natalino e trazendo os duendes de volta. É uma reunião feliz para todos, que agora tem os Calvins de volta no Polo Norte, mas é Véspera de Natal e eles ainda precisam entregar presentes no mundo todo. Scott veste o casaco do Papai Noel e volta a virar o bom velhinho. Ele se prepara para partir mas, no lugar de ir com Nolan, nesse ano, ele leva a família para ajudá-lo com a ronda de Natal. Os quatro embarcam no trenó e entregam presentes iguais de Natal para todos: um globo de neve que mostra a sua memória de Natal favorita, lembrando a todos o verdadeiro significado do Natal. Scott e a família reassumem o lugar como a primeira família do Polo Norte.