Bilbo y los enanos observan desde la Montaña Solitaria cómo el dragón Smaug incendia Laketown. Bardo se escapa de la prisión y acaba matando a Smaug con la flecha negra. La caída del cuerpo de Smaug aplasta al señor de Laketown y a sus compinches, que escapaban en un barco con el oro de la ciudad. Bardo se convierte en el nuevo líder de Laketown y guía a sus habitantes para que se refugien en las ruinas de Dale. Thorin, que se ha vuelto posesivo del vasto tesoro de la montaña, busca obsesivamente la Piedra de Arco, que Bilbo había encontrado anteriormente pero mantenía oculta. Al enterarse de que los supervivientes de Laketown han huido a Dale, ordena que se selle la entrada de la Montaña Solitaria.

Mientras tanto, Galadriel, Elrond y Saruman llegan a Dol Guldur y liberan a Gandalf, enviándolo a un lugar seguro con Radagast. Luchan y derrotan a los Nazgûl y luego se enfrentan a un Sauron sin forma. Galadriel lo derrota en un duelo de ingenio y lo destierra a él y a sus fuerzas al Este. Azog, que marcha hacia Erebor con su vasto ejército de orcos, envía a su hijo Bolg al Monte Gundabad para convocar a su segundo ejército. Legolas y Tauriel son testigos de la marcha del ejército de Bolg, reforzado por berserkers orcos y murciélagos gigantes.

Thranduil y un ejército de elfos llegan a Dale para reclamar un tesoro que les fue retenido por el rey enano Thrór. Bardo le pide a Thorin la parte de oro prometida anteriormente al pueblo de Laketown, pero Thorin se niega. Gandalf llega a Dale para advertir a Bardo y a Thranduil sobre Azog, pero Thranduil lo rechaza. Bilbo saca a escondidas la Piedra de Arco de Erebor y se la entrega a Thranduil y a Bardo para que la cambien por los tesoros prometidos y eviten una batalla. Thorin rechaza airadamente la propuesta, mientras Bilbo le reprende por dejar que la codicia le nuble el juicio. Thorin casi mata a Bilbo, pero Gandalf lo detiene. El primo de Thorin, Dáin, llega con su ejército de enanos, y se produce una batalla de enanos contra elfos y hombres, hasta que llega el ejército de Azog. Las fuerzas de Dáin, Thranduil y Bard, junto con Gandalf y Bilbo, se unen inmediatamente contra los orcos. Se abre un segundo frente cuando los orcos atacan Dale, obligando a Bardo a retirar sus fuerzas para defender la ciudad.

Dentro de Erebor, Thorin sufre alucinaciones traumáticas antes de recuperar la cordura y dirigir a su compañía para unirse a la batalla. Cabalga con Dwalin, Fíli y Kíli para matar a Azog. Mientras tanto, Tauriel y Legolas llegan para advertir a los enanos de la llegada de Bolg, y Bilbo se ofrece como voluntario para transmitir la noticia a Thorin, utilizando su anillo mágico para moverse por el combate sin ser visto. Azog mata a Fíli mientras Bilbo y los demás Enanos se ven obligados a observar. Bolg domina a Tauriel y luego mata a Kíli, que había acudido en su ayuda. Legolas lucha contra Bolg y finalmente lo mata. Las Grandes Águilas llegan con Radagast y Beorn, y los orcos son finalmente derrotados. En el clímax, Thorin se bate en duelo con Azog y lo mata, pero resulta herido de muerte en el proceso. Bilbo hace las paces con el moribundo Thorin, mientras Tauriel llora a Kili, y Thranduil reconoce su amor. Thranduil aconseja a Legolas que busque a un guardabosques dunedain en el norte que se llama Trancos. Thorin es enterrado con la Piedra de Arco junto con Kili y Fili, y Dáin es coronado rey.

Mientras la compañía de Thorin se instala de nuevo en Erebor, y Dale comienza a recuperarse con Bardo como líder, Bilbo se despide de los miembros restantes de la compañía y viaja a su casa en la Comarca con Gandalf. Cuando ambos se separan en las afueras de la Comarca, Gandalf admite su conocimiento del anillo de Bilbo y le advierte de ello, aunque Bilbo le asegura que ha perdido el anillo. Bilbo regresa a Bolsón Cerrado y se encuentra con que sus pertenencias están siendo subastadas por haber sido dado por muerto. Detiene la venta y comienza a ordenar su casa, revelando que aún posee el anillo. Sesenta años después, Bilbo recibe la visita de Gandalf en su 111º cumpleaños.