À la suite de la tentative ratée des nains pour tuer le dragon Smaug, ce dernier se dirige vers Lacville dans l'intention de se venger des hommes ayant aidé la compagnie de Thorin à reconquérir la montagne Solitaire. Sur place, il commence à incendier les bâtiments et à tuer tous ceux qu'il croise. Le maître de la ville et son serviteur Alfrid prennent lâchement la fuite, mais ils sont bientôt stoppés par les flammes. De son côté, Bard arrive à s'échapper de sa cellule et se dirige ensuite vers la plus haute tour de la ville, armé de simples flèches. Arrivé au sommet, il commence à riposter. Smaug ne prête pas attention à l'archer et continue son massacre. C'est alors que le fils de Bard, en fuite avec ses s?urs sur un bateau, se souvient de la flèche noire qu'il avait cachée. Voyant son père au sommet de la tour, il décide de lui venir en aide et la lui apporte. Le dragon remarque alors l'archer et son fils et se fait menaçant. Bard, lui, repère le point faible sur le corps du reptile, ce dernier s'approche d'eux pour les tuer mais Bard se concentre et tire dans la faille située sur le poitrail de la bête. La flèche touche au but et Smaug s'écroule sur la ville, tuant le maître de Lacville dans sa chute.
Ayant assisté depuis la montagne à la destruction de Lacville puis entendu le grand fracas de la chute de Smaug, la compagnie de Thorin et Bilbon comprennent que le dragon est mort et que la montagne va bientôt être au centre de toutes les attentions. Thorin commence donc à chercher l'Arkenstone dans les salles du trésor afin de reprendre sa position royale. Thranduil, ayant eu vent des évènements, arrive à Dale avec son armée afin de récupérer des bijoux appartenant à son peuple et qui sont férocement gardés par Thorin. De son côté, Bard, à la tête du peuple de Lacville, vient aussi solliciter la part du trésor d'Erebor que Thorin leur avait promis, afin de reconstruire la ville détruite. Cependant, le chef nain envoie un corbeau porter un appel à l'aide à son cousin Dáin. Legolas et Tauriel, pour leur part, se rendent à Gundabad après avoir pisté Bolg. Ce dernier est alors déjà en marche avec son armée vers le royaume nain.
Pendant ce temps, Gandalf est toujours prisonnier à Dol Guldur. Un orque le libère de sa cage afin de le tuer mais Galadriel, avertie par Radagast, arrive à temps et le sauve. Elle le porte ensuite au centre de la vieille forteresse et commence à le ramener à lui. C'est alors que Sauron apparaît, accompagné de ses neuf serviteurs, les Nazgûls, à leur tête, le Roi-Sorcier d'Angmar. Un combat s'engage et Galadriel est vite rejointe par Elrond, Saroumane et Radagast. Elron et Saroumane affrontent les Nazgûls tandis que Radagast emmène Gandalf loin des lieux. Sauron attaque Galadriel, mais celle-ci riposte et arrive à le chasser, lui et ses sbires, de Dol Guldur, qui s'enfuient à l'est, vers le Mordor. Gandalf, qui a quitté les lieux avec Radagast sur ordre de Galadriel, explique à ce dernier qu'il doit s'en retourner à Erebor afin de prévenir ses alliés que les orques ont quitté Dol Guldur pour leur livrer bataille. Il repart alors les avertir du danger. De leur côté, Legolas et Tauriel ont découvert les agissements de Bolg à Gundabad : l'orque dirige une deuxième armée vers la Montagne Solitaire.
À Erebor, Thorin et ses douze compagnons cherchent toujours l'Arkenstone. Or, il s'avère que Bilbon la possède. Il avait pu la récupérer lors de son face-à-face avec Smaug, grâce à l'anneau. Thorin sombre peu à peu dans la folie, et lorsque Bard vient lui demander d'honorer sa promesse faite à Lacville quelque temps plus tôt, Thorin refuse et préfère se préparer au combat contre les hommes du Lac et les Elfes du Royaume Sylvestre. Devant l'obstination du chef nain et le risque d'un affrontement, Bilbon décide de s'échapper d'Erebor et se rend à Dale pour remettre l'Arkenstone à Bard dans l'espoir de trouver une issue pacifique. À Dale, il retrouve Gandalf puis il retourne ensuite à Erebor.
Quelques heures plus tard, Bard et Thranduil se présentent devant la porte de la montagne avec leurs armées. Bard redemande à Thorin d'entendre raison mais celui-ci refuse. L'archer présente alors l'Arkenstone au chef nain afin de le convaincre. Thorin croit à une ruse mais Bilbon avoue qu'il a lui-même donné la pierre à Bard. Thorin, éc?uré, s'apprête à tuer Bilbon pour sa traîtrise mais Gandalf intervient et Bilbon quitte les lieux sans encombre. Le corbeau envoyé par Thorin arrive alors et fait savoir au chef nain que l'armée de son cousin Dáin est arrivée, et qu'elle est prête à se battre à ses côtés contre les Hommes et les Elfes. Effectivement, l'armée de Dáin s'avance et se prépare à l'assaut. Hommes et elfes font de même. Mais alors que le combat s'amorce, l'armée orque menée par Azog arrive et les alliances changent : hommes, elfes et nains s'unissent et engagent la bataille face aux hordes monstrueuses. Thorin reste retranché avec sa compagnie dans la montagne. Legolas et Tauriel arrivent sur les lieux du combat.
La bataille est rude. Elle a lieu devant la porte d'Erebor et à Dale. Bard rassemble les hommes autour de lui. Dáin se bat avec force mais s'étonne de l'absence de Thorin. Alors que la bataille tourne en faveur des orques, Thorin, isolé dans la salle des rois et face à ses démons, finit par sortir de sa folie et part rejoindre la bataille avec ses douze compagnons Nains. Peu après, il s'éloigne avec Fili, Kili et Dwalïn afin d'aller tuer Azog. Tauriel et Legolas les repèrent et les suivent afin de leur porter assistance, et Bilbon décide aussi d'aller prévenir Thorin du piège qui les attendait : l'armée de Bolg arrive du nord. Thorin et ses trois compagnons tombent cependant dans le piège tendu par Azog. Fili est capturé par le chef orque qui le tue sous les yeux des autres nains et de Bilbon. Juste après, l'armée de Bolg arrive du nord. Ce dernier assomme le Hobbit et engage le combat avec Kili et Tauriel. Malgré ses aptitudes, le nain est tué sous les yeux de Tauriel. Elle continue de se battre alors contre l'orque mais ne parvient pas à l'achever. C'est Legolas qui prend le relais et arrive à bout du fils d'Azog. De son côté, Thorin combat Azog sur une rivière gelée. Le nain croit réussir à vaincre l'orque pâle en le noyant, mais dans un ultime sursaut, le combat se termine par la mort des deux. Bilbon arrive pour les derniers instants de Thorin et recueille ses derniers mots. Le chef nain lui demande de le pardonner et salue sa bravoure. La bataille s'achève grâce à l'intervention des aigles, de Radagast et de Beorn, qui sous sa forme d'ours, balaye aisément les dernières troupes d'orques.
Après la bataille, les alliances se défont et des réconciliations ont lieu. Dáin est sacré Roi des Nains d'Erebor, et des funérailles ont lieu pour Thorin, Kili et Fili. Bilbon quitte alors ses compagnons nains et s'en va avec Gandalf. Ce dernier, arrivant aux frontières de la Comté, se doute que Bilbon possède un anneau magique et le met en garde sur son utilisation, mais Bilbon lui affirme l'avoir égaré. Il retourne chez lui, à Cul-de-Sac, mais est vite surpris par ce qui se passait: toute la Comté le croyant mort, décide de vendre aux enchères ses biens. La boucle est bouclée lorsque, soixante ans plus tard, le magicien rend visite à son vieil ami hobbit, qui possède toujours l'anneau unique.