Lihat juga: Harry Potter dalam Piala Api dan bawah

Filem ini bermula dengan seekor ular (Nagini) menyusur kawasan perkuburan berhampiran rumah teriar tinggalan Keluarga riddle. Frank Bryce, penjaga rumah yang sedang memanaskan air terlihat lampu terpasang dari dalam rumah. Dia menganggap yang budak-budak nakal sengaja membuat kacau. Dia memasuki rumah itu dan menaiki tangga lalu terdengar perbualan tiga orang di dalam sebuah bilik. Dia menghampiri untuk melihat dengan lebih jelas dan kita akan melihat Wormtail dan seorang lelaki yang tidak diketahui (yang kemudiannya dikenali sebagai Barty Crouch Jr.) bercakap dengan Lord Voldemort yang tidak kelihatan sedang duduk di atas kerusi. Kemudia Nagini melintasi hadapan Frank, masuk ke dalam bilik itu dan memberitahu tuannya (berkata dalam Parseltongue) yang sedang duduk di kerusi itu yang penjaga Muggle berada di luar bilik. Kemudian Voldemort membunuh Frank dengan Sumpahan Avada Kedavra.

Berbatu jauh dari situ, Harry Potter bangun di rumah Ron Weasley dikejutkan oleh Hermione Granger. Keluarga Weasley (Encik Weasley, Ron, Ginny, Fred dan George), Harry dan Hermione terserempak dengan Diggory (Amos Diggory dan anaknya, Cedric) ketika fajar untuk menghadiri Perlawanan Piala Dunia Quidditch. Kumpulan itu kemudiannya tiba di atas bukit dan mencapai kasut but lama yang telah dijadikan Portkey, yang mengangkut mereka ke tempat perlawanan itu akan diadakan. Ketika tiba, pelbagai budaya boleh dilihat (cth. bendera Itali kelihatan, begitu juga lelaki Afrika dengan pakaian tradisi mereka). Stadium mereka sangat luas dan kelihatan ia telah digali. Perlawanan itu ditunjukkan secara ringkas dengan pengenalan pasukan (Ireland dan Bulgaria), juga menonjolkan Seeker Pasukan Bulgaria, Viktor Krum.

Selepas Piala Dunia tamat, berlaku kekecohan di tapak khemah. Death Eater membawa obor dan membakar khemah-khemah. Kemudian, apabila seluruh kawasan telah habis terbakar Barty Crouch Jr. tiba dan mengenakan sihir Tanda Kuasa Jahat. Harry bangun dan terlihat lelaki itu tetappi dia melarikan diri. Ron dan Hermione mencari Harry dan mereka hampir dipegunkan oleh pekerja Kementerian yang muncul tiba-tiba di tempat itu. Kemudian, Harry dan rakannya menaiki Ekspres Hogwarts untuk memulakan penggal baru persekolahan mereka. Hermione menasihatkan Harry untuk menulis kepada Sirius Black tentang kejadian yang berlaku dan Harry menghantarnya dengan menggunakan Hedwig.

Apabila mereka tiba, mereka terpegun dengan ketibaan delegasi luar yang menggunakan pengangkutan ajaib; pedati yang menakjubkan dibawa oleh tujuh ekor kuda terbang yang besar dan kapal perang yang timbul dari tasik. Kemudian, Dumbledore menerangkan yang Hogwarts telah terpilih untuk mengadakan Kejohanan Ahli Sihir Trio atau Triwizard Tournament, satu pertandingan sihir lama yang dicipta untuk menggalakkan persahabatan di antara tiga sekolah sihir terkenal di Eropah. Dumbledore kemudiannya memperkenalkan delegasi luar yang tiba; Akademi Sihir Beauxbatons (dalam filem, ia sekolah perempuan) bersama pengetua mereka, Madame Maxime bersama Fleur Delacour; dan kemudian Institut Pengajian Sihir Durmstrang (kelihatan dalam filem seperti akademi tentera) bersama pengetua mereka, Igor Karkaroff, dan yang mengejutkan Ron, Viktor Krum turut ada. Selepas pengenalan, Piala Api ditunjuk kepada pelajar.

Kemudiannya, Harry dan rakannya mempelajari Sumpahan yang Tidak Terampun (Unforgivable Curses) daripada Mad-Eye Moody, guru Pertahanan Terhadap Ilmu Hitam yang baru. Kemudian, pemilihan wira berlangsung. Piala Api memilih Viktor Krum dari Durmstrang, Fleur Delacour dari Beauxbatons, dan pelajar Hogwarts Hufflepuff iaitu Cedric Diggory. Apabila pemilihan telah tamat, Piala itu mengeluarkan nama Harry yang menyebabkan pertelingkahan ketiga-tiga pengetua sekolah. Barty Crouch, walau bagaimanapun, menyatakan yang peraturan Kejohanan adalah tetap dan Harry dikira masuk bertanding secara rasmi.

Tugasan Pertama, keempat-empat wira hendaklah mengambil telur emas dari seekor naga yang mengandungi pambayang bagi tugasan seterusnya dan dilakukan pada Februari. Pada hari Krismas, tradisi Majlis Tari-Menari diadakan. Kemudian, telur itu dibuka dan mempunyai pembayang yang menunjukkan Tugasan Kedua harus dilakukan di bawah air. Tugasan itu memerlukan wira menyelamatkan setiap orang bagi setiap wira; Ron untuk Harry, Hermione untuk Krum, Cho Chang untuk Cedric, dan bagi Fleur ialah adiknya, Gabrielle. Fleur gagal menyelamatkan adiknya dan menjadikan Harry menyelamatkan kedua-dua Ron dan Gabrielle Delacour. Walaupun yang terakhir sampia, Harry diberikan tempat kedua kerana 'sikap moralnya'

Selepas Tugasan Kedua, Harry menemui mayat Barty Crouch terbaring di hutan. Harry pergi ke pejabat Dumbledore tetapi mendengar pertengkaran di antara Dumbledore dan Cornelius Fudge, Menteri Sihir. Moody terlihat Harry dan pertengkaran itu tamat. Dumbledore meminta Harry untuk tunggu di pejabatnya sementara dia menghantar menteri itu. Ketika itu, Harry terjumpa Pensieve, membolehkannya menyaksikan pengalaman Dumbledore bertahun dahulu; ketika perbicaraan Kementerian yang mendedahkan anak Barty Crouch sebagai pembelot.

Akhirnya, Tugasan Ketiga ialah perlumbaan di dalam pagar sesat yang sangat untuk mendapatkan Piala Triwizard. Mula-mula, Cedric dan Harry masuk ke dalam, diikuti oleh Krum, kemudian Fleur. Di dalam, dindingnya sentiasa bergerak yang menyebabkan para wira terkeliru. Ketika itu juga, Viktor Krum telah dikenakan Sumpahan Imperius dan menyerang sesiapa sahaja yang berjumpa dengannya. Fleur menjadi mangsa Krum, dan diserap oleh pagar sihir itu. Harry cuba menyelamatkan Fleur dengan membuat tanda merah. Selepas mengalahkan Krum yang cuba menyerang, Cedric dan Harry berlumba untuk mendapatkan Piala. Tetapi, apabila Cedric yang terjatuh diselamatkan Harry, mereka setuju untuk bersama-sama mengambil Piala itu.

Berbanding membawa mereka keluar ke pintu pagar sesat, mereka telah dibawa ke perkuburan keluarga riddle. Cedric dibunuh dan Harry diikat dan darahnya digunakan untuk acara mengembalikan Lord Voldemort. Voldemort kemudiannya menjelma kembali dan memanggil Death Eater. Pengikutnya muncul dan satu demi satu Voldemort membuka topeng mereka dengan sakitnya dan mempersoalkan usaha mereka membantu mengembalikannya. Harry ketahui yang Lucius Malfoy juga Death Eater. Voldemort kemudiannya ingin memusnahkan Harry dengan perang tanding tetapi Incantatem Terdahulu (Priori Incantatem) membantu Harry membawa mayat Cedric pulang.

Orang ramai terkejut dengan tubuh Cedric Diggory yang tidak bernyawa dan kemudian, Harry diheret Mad-Eye Moody ke istana. Kemudian, plot mendedahkan yang Moody ialah Barty Crouch Jr. Mujurlah Professors Dumbledore, McGonagall, dan Snape sempat meluru masuk. Upacara memperingati Cedric Diggory dengan Dumbledore memberikan ucapan peringatan. Filem tamat dengan kepulangan delegasi luar (cth. Fleur dan Gabrielle mengucup Ron dan mengucapkan selamat tinggal; Krum memberikan Hermione secebis kertas dan menggesa Hermione berjanji untuk menulis kepadanya). Ketika pelajar bertepuk kepada pelajar Beauxbatons dan Durmstrang, Harry, Ron, dan Hermione mengimbas tahun-tahun di Hogwarts.