Начало XX века. Ссыльный поселенец Александр Петрович Ильин уговаривает золотопромышленника Трифона Степановича Перфильева,прииск которого оскудевал, снарядить экспедицию на поиски Земли Санникова — легендарной тёплой земли где-то за Полярным кругом. Перфильев, надеющийся, что эта земля богата золотом, соглашается.Далее начинаются трудные поиски команды — смельчаков находится немного. В результате на борту судна оказываются Александр Ильин, офицер-авантюрист Евгений Крестовский, слуга золотопромышленника Игнатий, которому даётся задание убить всех участников экспедиции в случае нахождения золотых россыпей, и Губин — беглый каторжник-террорист, бывший врач.После долгого путешествия, чуть было не замёрзнув в пути, первооткрыватели всё-таки добираются до вулканической земли, где они встречают аборигенов — племя онкилонов, где они подружились с вождём племени, но не поладили с шаманом, увидевшим в них угрозу своей власти. В результате одной из провокаций шамана возникает конфликт, и Игнатий стреляет в воздух. Это нарушает и без того хрупкий природный баланс и вызывает землетрясение, после которого вулкан остывает, земля начинает замерзать, и всё живое на ней ждёт гибель.Губин остается с онкилонами, чтобы помочь им перезимовать, Игнатий погибает от рук слуги шамана, Крестовский и Ильин идут за помощью на Большую землю. Крестовский жертвует собой, чтобы спасти друга, и до Большой земли добирается только Ильин, которого почти без сил находят в ледяной пустыне якуты-охотники.