ガンダルフと別れたトーリン達は恐ろしい巨大クモの巣穴に紛れ込んでしまい、クモに捕食されかけるが、ビルボの機転と"シルヴァン・エルフ（森のエルフ）"の王の息子レゴラスと 闇の森の守備隊長タウリエルが現れたことによりその場を生き延びる。しかしシルヴァン・エルフはドワーフに良い感情を持たず、より好戦的な種族だった。エルフに見つからなかったビルボを除き、ドワーフ一行はエルフの里に捕らえられてしまう。トーリンはエルフの王でレゴラスの父であるスランドゥイルと会談する。スランドゥイルはスマウグの元からエルフの宝を持ち帰ることを条件に開放する取引を持ちかけるが、かつて王国を奪われた際に見捨てられた恨みを未だに忘れていないトーリンは取引を拒否。ドワーフは全員投獄されることとなる。そんな中、タウリエルは獄中のドワーフの1人・キーリと意気投合し、互いを意識するようになる。

その後、こっそり侵入したビルボの助けによりドワーフ一行は樽に乗り込み川へ脱出する。しかし、一行がエルフの里から出てくるときを待ち伏せていたオークの襲撃に遭い、辛くもその場を逃れるがキーリは毒矢を受けて負傷してしまう。また、武器はすべてエルフの里に残してきてしまったため丸腰であり、一行はまたも危機に陥る。そこに現れた湖の町・エスガロスに住む弓の達人バルドに助けられ、町の中へ密入する。エスガロスはエレボールのある「はなれ山」の近くであるが、かつてスマウグに襲われ富を失った谷間の国の人間達が逃げ込み、現在は堕落した統領により支配されている腐敗した町だった。バルドは子供達を養いながらクーデターを計画していた。そんな中 出会ったドワーフ一行は、町の予言にあった「山の下の王の復活」ではないかとバルドは考える。

ドワーフ一行は統領に隠れてエレボールに向かう準備をしていた際に、キーリの傷が悪化し見つかってしまう。一行は尋問を受けるが、「王国を取り戻した暁には、財宝は山のふもとのすべての民で分け合うこと」を約束し、町の支持を得る。しかし、バルドは「竜を刺激しては再び町が襲われる」と王国の奪還に反対した。誰よりも竜の恐ろしさを理解していた彼は、かつてスマウグを殺し損ねた、谷間の国の領主ギリオンの子孫だったのだ。意見は割れたが、最終的に統領が一行を歓迎することと決めたことでトーリンの説得は成功し、武器や装備を手に入れる。いよいよエレボールに向かうが、キーリは傷の悪化が激しかったため町に残るようトーリンに命じられてしまい、キーリの兄フィーリも弟と共に残ることにする。

苦難を乗り越え、入り口と鍵穴を発見し、エレボールに到着した一行。ビルボはドワーフの秘宝である「アーケン石」を求めて一人エレボール内部に侵入するが、金銀財宝の溢れた宮殿の中で、邪悪な竜が眠りから目を覚まし、ビルボの前に巨大な姿を現す。ビルボはスマウグから「アーケン石」を奪い逃げようとするが、追い詰められてしまう。そこにトーリンたちが助けに現れるが、巨大なスマウグに太刀打ちできず危機に陥る。しかし、トーリンの機転でエレボールの炉に火を入れ、溶かした黄金でスマウグを固めようと思い付く。作戦は成功したかに思えたが、スマウグは固まる前に脱出し、ドワーフ一行に協力したエスガロスを滅ぼすことを告げ、エレボールから飛び立った。
登場人物「ホビット (映画)#登場人物」を参照
キャスト「ホビット (映画)#キャスト」も参照

ビルボ・バギンズ - マーティン・フリーマン（森川智之）

ガンダルフ - イアン・マッケラン（羽佐間道夫）

トーリン・オーケンシールド - リチャード・アーミティッジ（東地宏樹）

スマウグ - ベネディクト・カンバーバッチ（声およびモーションキャプチャ）（大友龍三郎）

死人遣い(ネクロマンサー) - ベネディクト・カンバーバッチ[6]

レゴラス - オーランド・ブルーム（平川大輔）

タウリエル - エヴァンジェリン・リリー（甲斐田裕子）

バルド（英語版） - ルーク・エヴァンズ（山路和弘）

スランドゥイル - リー・ペイス（森田順平）

湖の町の統領（英語版） - スティーヴン・フライ（銀河万丈）

ドワーリン - グレアム・マクタヴィッシュ（玄田哲章）

バーリン - ケン・ストット（稲垣隆史）

キーリ - エイダン・ターナー（土田大）

フィーリ - ディーン・オゴーマン（落合弘治）

ドーリ - マーク・ハドロウ（英語版）（茶風林）

ノーリ - ジェド・ブロフィー（英語版）（佐藤せつじ）

オーリ -アダム・ブラウン（英語版）（宮田幸季）

オイン - ジョン・カレン（英語版）（小島敏彦）

グローイン - ピーター・ハンブルトン（英語版）（稲葉実）

ビフール - ウィリアム・キルシャー（英語版）

ボフール - ジェームズ・ネスビット（平田広明）

ボンブール - スティーヴン・ハンター（英語版）

ガラドリエル - ケイト・ブランシェット（塩田朋子）

ビヨルン - ミカエル・パーシュブラント（磯部勉）

ラダガスト - シルヴェスター・マッコイ（英語版）（野島昭生）

ガリオン - クレイグ・ホール（英語版）（櫻井トオル）

アルフリド - ライアン・ヘイジ（河本邦弘）

バイン - ジョン・ベル（英語版）（三宅貴大）

ブラガ - マーク・ミッチンソン（志村知幸）

アゾグ（英語版） - マヌー・ベネット

ボルグ（英語版） - ローレンス・マコール（英語版）

ナルザグ - ベン・ミッチェル（英語版）（天田益男）

バーリマン・バタバー (先代) - リチャード・ホワイトサイド

しだ家のビル（英語版） (先代) - ダラス・ベーレント

スライン(EEのみ) - アントニー・シャー（坂口芳貞）

製作「ホビット (映画)#製作」も参照

撮影の大部分は2012年内に完了していたが、2013年5月、本作および完結編の『決戦のゆくえ』の物語のためにニュージーランドで追加撮影が始まり10週間続いた[7][8][9]。

本作ではゴラム役のアンディ・サーキスは出演していない。サーキスが出演しないのはロード・オブ・ザ・リングシリーズを含めシリーズ初であるが、前作『思いがけない冒険』と同様に第2班監督として制作に参加している。
音楽詳細は「en:Music of The Hobbit film series」を参照

映画音楽はハワード・ショアが作曲し、ニュージーランド交響楽団が演奏した。サウンドトラック盤は2013年12月10日に発売された。

エンドクレジットではイングランドのシンガーソングライターのエド・シーランによる「アイ・シー・ファイア (I See Fire)」が使われた[10]。