逃过摄魂怪的追杀，通过魔法部的审查，哈利（丹尼尔·雷德克里夫）终于回到美丽的霍格沃兹。然而这个学期并不轻松，他不仅要完成魔法等级考试，还要应对夜晚的噩梦和黑魔法防御课老师乌姆里奇的打压。在好友的支持下，哈利秘密组建了邓不利多军团，与大家一起练习黑魔法防御术。
噩梦中，哈利总是以伏地魔的视角出现，似乎他们之间有着某种神秘的联系。在邓不利多（迈克尔·刚本）的指示下，哈利向斯内普教授（阿伦·瑞克曼）学习封闭术，却鲜有成效。终于在一次噩梦的诱使下，哈利偏执的赶往魔法部营救小天狼星，却不想陷入伏地魔的圈套，引发凤凰社与食死徒之间的正面冲突。在混战中，小天狼星（加里·奥德曼）不幸遇难。
究竟哈利与伏地魔（拉尔夫·费因斯）之间有着怎样的联系？在悲恸中，邓不利多为哈利揭开谜底，哈利还有更长、更艰难的路要走……
在德思礼家逗留期间，哈利·波特和达力遭到摄魂怪的袭击。哈利使用守护神咒语击退了他们。魔法部发现未成年的哈利使用魔法并将他逐出霍格沃茨，但后来他被证明无罪。
阿不思·邓布利多创立的秘密组织凤凰社通知哈利，魔法部对伏地魔的回归一无所知。在凤凰社总部，哈利的教父小天狼星·布莱克提到伏地魔正在寻找他以前缺少的东西；哈利相信这是一件武器。
魔法部部长科尼利厄斯·福吉任命多洛雷斯·乌姆里奇为霍格沃茨新任黑魔法防御术教授。乌姆里奇拒绝教授防御咒语导致她和哈利发生冲突。哈利被迫写下关于伏地魔“撒谎”的台词。当他书写时，一支神奇的羽毛笔将这些文字刻在他的手上。罗恩和赫敏很愤怒，但哈利拒绝告诉邓布利多，因为邓布利多已经与哈利保持了距离。随着乌姆里奇获得了对学校的更多控制权，罗恩和赫敏帮助哈利组建了“邓布利多军”，这是一个教授学生防御咒语的秘密组织。乌姆里奇招募斯莱特林加入审判小组来监视其他学生。与此同时，哈利和秋·张 (Cho Chang)彼此产生了浪漫的感情。
一天晚上，哈利从攻击者的角度想象亚瑟·韦斯莱在魔法部遭到袭击。由于担心伏地魔会利用这种与哈利的联系，邓布利多让西弗勒斯·斯内普教哈利大脑封闭术，以保护他的思想免受伏地魔的影响。在一节课上，哈利看到了斯内普关于他父亲詹姆斯在学校如何欺负和折磨斯内普的记忆。哈利和伏地魔之间的联系进一步使哈利与他的朋友们疏远。与此同时，小天狼星精神错乱的食死徒表弟贝拉特里克斯·莱斯特兰奇与其他九名食死徒一起逃离了阿兹卡班监狱。在霍格沃茨，乌姆里奇和她的审判小组揭露了邓布利多军。邓布利多被错误地指控成立了该组织，在福吉下令逮捕他时逃脱了。哈利相信秋向乌姆里奇背叛了邓布利多军，结束了他们刚刚萌芽的关系。乌姆里奇成为新任校长。
哈利看到伏地魔正在折磨小天狼星的幻象。哈利、罗恩和赫敏赶到乌姆里奇的办公室，通过飞路网络向凤凰社发出警报。乌姆里奇抓住了他们，正当她准备严厉惩罚哈利时，赫敏声称邓布利多在禁林里藏了一件“秘密武器”。她和哈利带领乌姆里奇来到海格同父异母的巨人兄弟格洛普被关押的地方。半人马与他们对峙，并在乌姆里奇侮辱和攻击他们后绑架了她。哈利、赫敏、罗恩、卢娜、纳威和金妮乘坐夜骐前往魔法部拯救 小天狼星。
六人进入神秘事务司并取回伏地魔正在寻找的物品，一个标有哈利名字的瓶装预言。包括卢修斯·马尔福和贝拉特里克斯·莱斯特兰奇在内的食死徒伏击了他们。卢修斯透露哈利看到小天狼星被折磨的景象是一个引诱他去那里的诡计。哈利拒绝向卢修斯透露预言，邓布利多军与食死徒之间的战斗随之爆发。食死徒制服了学生并迫使哈利交出预言。当哈利把它交给卢修斯时，小天狼星和莱姆斯·卢平带着凤凰社成员尼法朵拉·唐克斯、金斯莱·沙克尔和疯眼汉穆迪到达。当他们攻击食死徒时，卢修斯丢下预言并摧毁了它。正如小天狼星战胜卢修斯一样，贝拉特里克斯杀死了小天狼星。
伏地魔出现了，但就在他要杀死哈利之前，邓布利多出现了。一场激烈的决斗爆发，摧毁了中庭的大部分区域，而贝拉特里克斯逃脱了。两个巫师势均力敌，所以伏地魔占有了哈利的身体，想让邓布利多牺牲他。哈利对朋友和家人的爱很快就赶走了伏地魔。魔法部官员在伏地魔幻影移形前抵达；福吉承认伏地魔已经回来，并耻辱地辞职。乌姆里奇被解雇，邓布利多重新担任霍格沃茨校长。邓布利多解释说，他与哈利保持距离是为了防止伏地魔利用他们的联系。他还揭示了这个预言。当哈利为小天狼星的死感到悲痛时，他试图接受预言：“当另一个人幸存时，他们都无法生存。