ある夜、眠っていたノア（ラッセル・クロウ）は恐ろしい光景を見る。それは、堕落した人間を滅ぼすために、地上からすべてを消し去り、新たな世界を創るという神の宣告だった。大洪水が来ることを知ったノアは、妻ナーマ（ジェニファー・コネリー）と3人の息子である長男セム（ダグラス・ブース）、次男ハム（ローガン・ラーマン）、三男ヤフェト（レオ・キャロル）、そして養女イラ（エマ・ワトソン）とともに、罪のない動物たちを守るための箱舟を造り始める。やがて、ノアの父を殺した宿敵トバル・カイン（レイ・ウィンストン）がノアの計画を知り、舟を奪いに来る。その壮絶な戦いのなか、暗転した空から激しい豪雨が大地に降り注ぎ、大洪水が始まる。地上の水門が開き水柱が立ち上がり、濁流が地上を覆うなか、ノアの家族と動物たちを乗せた箱舟が流されていく。閉ざされた箱舟のなかで、神に託された驚くべき使命を打ち明けるノア。ノアと家族の未来とは？ 人類の罪とは？ そして、世界を新たに創造するという約束の結末とは？