Un flashback dun evento ocorrido na cidade humana de Bree mostra a Gandalf, o Cinsento (Ian McKellen) convencendo a Thorin Escudo de Carballo (Richard Armitage) a ir trala Pedra Arken, que poderá facer de Thorin o rei de Erebor. Gandalf menciona que precisa recrutar alguén áxil e riseiro – Bilbo Bulseiro (Martin Freeman) – para roubar a Pedra Arken da Montaña Solitaria, que é gardada polo dragón Smaug (Benedict Cumberbatch). Doce meses despois, inmediatamente despois do remate do primeiro filme, Bilbo, Gandalf, Thorin e mailo grupo de ananos son perseguidos por orcos a través de Carrock, onde atopan ao troca peles Beorn (Mikael Persbrandt) na súa forma de oso. Gandalf, intentando escapar da besta e dos orcos, leva o grupo a procurar abeiro nunha casa próxima, que parece ser o lugar onde vive Beorn cando está na súa forma humana. O grupo entra na casa e tenta durmir. Xa á noite, o home oso regresa á casa e fala co grupo; dilles que odia os ananos, mais que odia os orcos aínda máis, polo que lles ha emprestar os seus cabalos e armas para fuxiren. De todos os xeitos recoméndalles non cruzar o Bosque das Tebras, por estar ateigado de orcos e elfos escuros, polo que non han sobrevivir.
Xa de camiño pola mañá cedo, Gandalf sepárase do grupo antes destes entraren no Bosque das Tebras, lembrándolles que nunca deixen o carreiro e que o esperen antes de entrar na Montaña Solitaria. Despois de perder o sendeiro na foresta, os ananos son capturados por arañas xigantes. Bilbo, coa axuda d'O Anel, consegue ceibalos das arañeiras. Mentres loitan contra as arañas, os ananos son capturados polos elfos do bosque. Tauriel (Evangeline Lilly), a elfo xefe da garda, namórase de Kili (Aidan Turner), sobriño de Thorin. Como resultado, Legolas (Orlando Bloom), fillo do rei dos elfos Thranduil (Lee Pace), ponse celoso.
Oculto polo Anel, Bilbo rouba as chaves e axuda os ananos a escaparen do reino dos elfos dentro de barrís baleiros de viño a través dun río. No camiño, son atacados por orcos que os espreitaban. Kili, ao tentar abrir o portón, é atinxido por unha seta envelenada dos orcos. Río abaixo, atopan a Bard (Luke Evans), un arqueiro descendente do Lord de Dale, que traballa recollendo barrís. Xuntando as súas moedas, os ananos pagan a Bard para que os atravese o lago e así chegar á Cidade-Lago, mais son capturados polo mestre da cidade (Stephen Fry) mentres tentan roubar armas. Na praza pública, Thorin fai un discurso e convence ao pobo da cidade que volverá cun tesouro, e o compartirá con todos para devolver o antigo esplendor da urbe. O grupo recibe entón o armamento e parte en dirección á montaña.
Mentres tanto, o xefe elfo Thranduil fai falar a un orco capturado e descobre que "El" retornou, e decide recluír o reino para protexelo. Mesmo así, Tauriel sae para axudar ao ferido Kili, e Legolas a segue. Na montaña, Bilbo descifra o enigma da última luz do Día de Durin – que era realmente o luar –, que aluma a pechadura que abre a porta secreta da Montaña Solitaria. Despois de entraren, Thorin manda a Bilbo entrar só e roubar a Pedra Arken; Bilbo, chega a unha gran cámara chea de tesouros e moedas de ouro, mais nun descoido, acorda o dragón Smaug, que o descobre. Bilbo avista unha escama crebada no corpo de Smaug, o seu punto fraco, confirmando a lenda. Mentres tanto, Gandalf, despois de mandar a Radagast o Pardo (Sylvester McCoy) enviar unha mensaxe á elfa Galadriel (Cate Blanchett), entra conscientemente na trampa preparada en Dol Guldur polos orcos, e traba unha loita contra o Necromante (Benedict Cumberbatch) – de feito, Sauron –, que acaba vencendo e aprisionando a Gandalf.
Os dous elfos chegan cando os orcos atacan a Cidade-Lago, e se separan. Tauriel fica para sandar ao ferido Kili, e Legolas persegue aos orcos, enfurecido. Presentindo que algo está a acontecer, Bard intenta colocar a última lanza negra – que pode ferir a Smaug – na bésta da cidade, para que poida atinxir o dragón no seu punto fraco, mais é preso polo mestre da cidade antes. Na montaña, os ananos resolven entrar e salvan a Bilbo. Enganando a Smaug, os ananos fan que este entre na forxa e a acenda cuspindo lume, e despois tentan matalo afogándoo en ouro derretido. Porén Smaug sobrevive e sae voando pola montaña, sacudindo o ouro derretido batendo as súas grandes ás. Bilbo asiste con pánico á partida de Smaug en dirección á Cidade-Lago prometendo vingarse con lume, destrución e morte.
