「サンタクローズ３／クリスマス大決戦！」から16年、スコット・カルヴィンは今もサンタクロースとして、そりを走らせている。あるクリスマスの配達の途中、お気に入り家に立ち寄ったスコットは、その家の子供がもう大人になっていることに気づく。さらにサンタの魔法の力が衰えてきたことに気づいたスコットは、28年という時の流れを実感し、北極へと帰っていく。一方、サンタ夫人ことキャロルは、十代になった子供たち(カルとサンドラ)をなだめていた。２人は一度でいいから父と一緒にクリスマスを過ごしたいと願うが、世界中の子供たちがサンタを待っているので、その願いは叶わないからだ。スコットが北極に戻り、魔法の衰えを医師に相談すると、体重が減っていることが判明する。それはサンタにとって最悪の事態だった。スコットは次のクリスマスまでにサンタの魔法を取り戻すべく、トレーニングを開始する。何とか目標をクリアしたスコットは、相棒のノエルと共に、世界中に喜びを届けるため出発する。だが、ここ数年、クリスマスの配達リストが減ってきたことに気づくと、スコットの魔法が揺らぎ始める。そんな中、スコットは家の屋根から落ちて、雪に埋もれてしまう。

屋根から落ちたスコットが混乱したまま北極に戻ると、妖精のトップであるベティから「ふさわしい後継者を見つけることができればサンタとして引退できる」というリタイヤ契約の存在を知らされる。 北極を離れたくないスコットは、自分の子供たちの中からふさわしい後継者を挙げようとする。うまくいけば北極を離れることなくサンタを引退できると考えたのだ。しかし子供たちは誰もサンタに向いていないことが分かる。加えてカルとサンドラは北極の外での生活に強い興味を持っていたのだった。スコットはカルとサンドラが閉鎖的な空間におり、自分はもっと二人のそばにいるべきだと気づく。妻のキャロルも現実の世界に戻ることに同意し、スコットは引退を発表。本格的な後継者探しを始める。

北極はカルヴィン家の残務整理で大忙し。キャロルは荷造りを始め、スコットはベティが見繕ったサンタの候補者たちの面接を行う。候補者の１人、サイモン・チョクシーが娘のグレースを連れて北極にやってくる。面接の順番が来るまで、カルは２人を案内する。やがてサイモンの面接が始まると、サンドラがグレースに北極を案内する。サンドラは家族の中で唯一人、故郷を離れたくないと思っていた。面接の間、サイモンは自分のｅコマース会社が配送で失敗したことを切々と訴える。スコットがサイモンの不採用を決めた頃、カルが来て、サンドラとグレースが行方不明になったことを知らせる。スコットとサイモンは娘たちを捜しに、グラグラの森へと入っていく。捜索の間、スコットはサイモンの優しい一面を知り、父親として頑張る彼を見直す。やがて２人は、ラ･ベファーナ(クリスマスの魔女)の小屋で、サンドラとグレースを見つける。スコットはサンドラに、北極を離れるのは自分も怖いと言って、娘を慰める。帰宅したスコットは、サイモンにサンタの役目を譲りたいと申し出て、サイモンはグレースに背中を押され、その申し出を引き受ける。かくしてカルヴィン一家はシカゴに戻り、新生活をスタートさせるのだった。

スコット一家はシカゴでの生活に徐々に慣れていった。キャロルは教員時代の友人と再会し、サンドラは乗馬クラブで新しい友達を見つけ、カルには初めてのガールフレンドができるところだ。サンタではなくなったスコットは目的とアイデンティティを見失いそうになるが、サイモンのネット販売ビジネス業「エブリシング･ナウ」の配達の仕事に就く。一方、サイモンの北極でのスタートは波乱の兆し。初日にサンタクロースの服を失くしてしまうが必死に取り繕おうとする。サンタの配送システムの秘密を知り、自分で興した「エブリシング･ナウ」が抱えていた問題を解決できると知ったサイモンは、さっそくそれを利用して「エブリシング･ナウ」の配送を年中可能にしようと提案する。それを聞いたベティとノエルは困惑する。ベティは世界中のクリスマスの精神が薄れてることを知りながら、サイモンに挽回のチャンスを与えたいと考えていた。一方ノエルはサイモンに反発して北極を離れ、シカゴにいるスコットの配送業を手伝うことに。北極ではクリスマスの精神を失った妖精たちが姿を消し始め、ベティはラ・ベファーナに助けを求める。誰もがクリスマスの精神を失いつつあるのが明らかだった。スコットは自分はもうサンタではないが、クリスマスのことを誰よりも知っており、家族のために存在することが必要だと気づく。一家はクリスマスを共に過ごすため家の飾りつけを始めるが、そこへ思いがけない訪問者がやって来る。

スコットはサンタワールドに送られ、先代のサンタやセント・ニコラウスと出会い、歴史上のサンタについて学ぶ。そして彼は自分の過去や自分たち家族が特別な存在であることを知り、まだ引退する時期じゃないと悟る。一方、北極ではクリスマス精神が弱まり、妖精たちが姿を消し、サイモンがエブリシング･ナウのために配送システムを乱用し続けていた。シカゴに戻ったスコットは、クリスマスを救うため北極に戻ることを家族に告げる。スコットとノエルは北極に戻り、ノエルはベティを捜すが、彼女はすでに消えてしまっていた。サイモンはスコットを捕まえ、自分の邪魔をさせないように牢屋に入れる。キャロル、カル、サンドラの３人は、カルとサンドラの新しく目覚めた魔法を使い、クリスマスを救おうとするスコットを助けに、北極へと戻っていく。

キャロル・カル・サンドラもスコットを追って北極へと戻り、捕らわれていたスコットを解放した。一家はサイモンがサンタの服をまだ着ていないと知り、手分けして捜索しクリスマスを救おうとする。サイモンはその計画に気づき 一家より先にコートを見つけ燃やそうとするが、娘のグレースのおかげで自分のやり方が間違っていたと気づく。サイモンが服をスコットに返し 配送システムの乱用をやめ、みんなでクリスマスの精神を高め合うことで妖精たちが北極に戻った。カルヴィン一家のカムバックを喜んだのもつかの間、今度は大急ぎで世界中への配送準備を始める。サンタの服を着ると、スコットは再びサンタに変身。今年はノエルの代わりに家族を連れだって配達へ出かける。家族４人でソリに乗り込み、世界中に共通のプレゼントを配る。それはみんなの一番好きなクリスマスの思い出を映し出し、クリスマスの本当の意味を思い出させてくれるスノーボールだった。スコットたちは北極のサンタクロース一家としての居場所を取り戻したのだった。