威利•王卡（强尼•戴普 饰）是一位伟大的巧克力发明人和制造商，经营着全世界最大的巧克力工厂——王卡巧克力工厂。那是座神秘的工厂，大门紧锁，15年来，从来没有看见有工人从大门进去或出来过，可是却能闻到浓郁的巧克力香味。工厂出产的旺卡牌巧克力销往世界各地，深受孩子们的喜爱。
有一天，威利•旺卡先生贴出告示：他在出产的巧克力里面埋藏了五张金券，谁吃到了，就有机会参观工厂，还能得到足够吃一辈子的巧克力糖和其他糖果。小孩子们疯狂抢购，最终五个小客人成为幸运儿。
其中有一个小客人叫查理（弗莱迪•海默 饰），家庭非常贫寒，在经历两次失败后，他发现了最后一张金券，巧克力工厂的大门因此为他打开。
五个孩子开始在这个魔幻工厂中冒险，吸引他们的除了神奇壮观的巧克力制造世界之外，还有威利•王卡的“神秘礼物”……

故事要从一位无名作家（裘德·洛 Jude Law 饰）说起，为了专心创作，他来到了名为“布达佩斯”的饭店，在这里，作家遇见了饭店的主人穆斯塔法（F·莫里·亚伯拉罕 F. Murray Abraham 饰），穆斯塔法邀请作家共进晚餐，席间，他向作家讲述了这座饱经风雨的大饭店的前世今生。
饭店曾经的主人名叫古斯塔沃（拉尔夫·费因斯 Ralph Fiennes 饰），而年轻的穆斯塔法（托尼·雷沃罗利 Tony Revolori 饰）在当时不过是追随着他的一介小小门童。古斯塔沃为人正直，精明能干，在他的经营和组织之下，布达佩斯大饭店成为了当时首屈一指的度假胜地。古斯塔沃和年迈的D夫人（蒂尔达·斯文顿 Tilda Swinton 饰）情投意合，D夫人去世后，在遗嘱中将一副价值连城的名画留给了古斯塔沃，这一举动惹恼了她的儿子迪米特里（阿德里安·布洛迪 Adrien Brody 饰），布达佩斯大饭店和古斯塔沃的厄运就此拉开了帷幕。

虽然纽特（埃迪·雷德梅恩 Eddie Redmayne 饰）协助美国魔法部将邪恶的黑巫师格林德沃（约翰尼·德普 Johnny Depp 饰）捉拿归案，但最终格林德沃还是逃脱了禁锢，他来到了法国巴黎，一是为了集结信徒掀起革命，二是为了寻找同样藏匿在这里的克雷登斯（埃兹拉·米勒 Ezra Miller 饰），寄生在克雷登斯身上的默默然是帮助格林德沃实现野心的不可或缺的道具。
格林德沃的潜逃在整个魔法世界里都掀起了轩然大波，一时间草木皆兵。邓布利多（裘德·洛 Jude Law 饰）秘密的找到了纽特，希望他能够前往巴黎，先格林德沃一步找到克雷登斯。和纽特一起踏上巴黎之旅的，是麻鸡雅各布（丹·福格勒 Dan Fogler 饰），他此行的目的，是要找回先前因为吵架而来到巴黎投奔姐姐蒂娜（凯瑟琳·沃特森 Katherine Waterston 饰）的恋人奎妮（艾莉森·苏朵儿 Alison Sudol 饰）。

故事发生在1926年的纽约，彼时，麻鸡们对魔法师的抵制达到了最高峰，由玛丽露所领导的反魔法组织活动频繁。与此同时，街头巷尾之中时时发生的种种灾难意外让魔法世界的存在离暴露仅有一线之隔，整个魔法部陷入了空前紧张的气氛之中。 就在这个节骨眼上，环游世界进行着研究神奇魔法动物之行动的魔法动物学家纽特·斯卡曼德抵达了纽约，他随身携带的魔法手提箱里，装着几十种他一路营救的魔法动物们，而他的一举一动，均处于隶属于魔法部的前傲罗蒂娜的监视之下。一场意外中，麻鸡雅各布误拿了纽特的手提箱，并且放出了藏在箱子里的魔法动物，为此，纽特、蒂娜、雅各布和蒂娜的妹妹奎妮不得不踏上了寻找魔法动物的旅途。