13세가 된 해리 포터(다니엘 래드클리프)는 또 한번의 여름 방학을 이모 가족인 더즐리 일가와 우울하게 보내야 했다. 물론 마법을 쓰는 건 일체 금지. 하지만, 버논 이모부의 누이인 마지 아줌마(팸 페리스)가 더즐리 가를 방문하면서 상황은 변한다. 위압적인 마지는 해리에겐 늘 공포의 대상. 마지 아줌마 때문에 스트레스를 받던 해리는 급기야 '실수로' 그녀를 거대한 괴물 풍선으로 만들어 하늘 높이 띄워 보내버리고 만다.
이모와 이모부에게 벌을 받을 것도 두렵고, 일반 세상에선 마법 사용이 금지돼 있는 것을 어겼기 때문에 호그와트 마법학교와 마법부의 징계가 걱정된 해리는 밤의 어둠 속으로 도망치지만, 순식간에 근사한 보라색 3층 버스에 태워져 한 술집으로 인도되어 간다. 그 술집의 이름은 '구멍난 냄비'란 뜻의 리키 콜드런. 그곳엔 마법부 장관인 코넬리우스 퍼지가 기다리고 있었다. 장관은 해리를 벌주는 대신 호그와트 학교로 돌아가기 전에 주점에서 하룻밤을 보낼 것을 강권한다. 아즈카반의 감옥을 탈출한 시리우스 블랙이라는 위험한 마법사가 해리를 찾고 있다는 것. 전설에 의하면 시리우스 블랙은 어둠의 마왕인 볼드모트 경을 해리의 부모가 있는 곳으로 이끌어 결국 부모님을 죽이도록 만든 당사자. 그렇다면 해리 역시 시리우스 블랙의 표적이 될 가능성도 있다는 얘기. 설상가상으로 호그와트 마법학교엔 '디멘터'라는 불청객들이 머물게 된다. 디멘터는 아즈카반의 무시무시한 간수들을 일컫는 말. 블랙으로부터 학생들을 보호한다는 명분으로 호그와트에 머물게 된 그들은 상대의 영혼을 빨아들이는 힘을 갖고 있었다. 불행히도, 그들의 그런 능력은 다른 학생들보다 해리에게 더 큰 영향력을 발휘하고 그들의 존재는 아직 어린 해리를 공포에 몰아넣어 무기력하게 만든다. 하지만 새로 부임한 어둠의 마법 방어술 교수 루핀(데이빗 튤리스)이 해리에게 디멘터들의 마법을 막아낼 수 있는 '패트로누스' 마법을 가르쳐주면서 상황은 반전된다.
한편 호그와트에서의 3학년 수업은 해리에게 짜릿한 체험도 많이 안겨준다. '벅빅' (반은 독수리, 반은 말 모양의 일명 '히포크리프'란 생물)과 같은 흥미로운 짐승과의 만남, 사이빌 트릴로니 교수(엠마 톰슨)나 '그림'으로 알려진 죽음의 징조와의 섬뜩한 대면 등등. 그외에도 해리에겐 또 다른 문제가 찾아온다. 헤르미온느(엠마 왓슨)가 갑자기 사라졌다 나타났다 하는 이상한 돌출 행동을 보이기 시작한 것. 친구 론(루퍼트 그린트)과, 새 학기 들어 '신비한 동물 돌보기' 과목 교수로 발령 난 거인 해그리드 (로비 콜트레인)의 도움으로 해리는 그 수수께끼를 풀어나간다. 시리우스 블랙과 해리의 불가피한 대결은 점점 다가오고, 루핀 교수와 블랙의 모호한 관계는 해리를 혼란에 빠뜨린다. 스네이프 교수(알란 릭만)가 그토록 밝히고자 하는 어두운 비밀은 또 과연 무엇인가? 해리는 자신의 모든 용기와 마법의 힘과 친구들의 도움을 총동원, 이러한 의문점들을 풀고 자신과 시리우스 블랙 사이에 얽혀있는 비밀을 파헤쳐 가는데...