电影背景设定在1926年的纽约，比哈利·波特系列的故事早了几十年，讲述了魔法动物学家纽特·斯卡曼德的冒险经历。

故事开始时，纽特·斯卡曼德携带着一个装满神奇动物的行李箱来到纽约，意图在短暂停留后继续他的旅程。然而，一系列意外事件发生了。他的一部分神奇动物从行李箱中逃出，引发了一连串的混乱和麻烦，这不仅威胁到了魔法世界的隐秘，也激起了麻瓜（非魔法人，电影中称为No-Maj）世界的恐慌。

在尝试收回逃跑的神奇动物的过程中，纽特遇到了几位关键人物：第一位是不慎释放了部分动物的无意魔法者雅各布·科瓦尔斯基，一个温和善良的麻瓜；第二位是前美国魔法国会（MACUSA）雇员蒂娜·戈德斯坦，她因为纽特的行为而希望能恢复她的职位；还有蒂娜的妹妹奎妮，她是一位心灵感应师。

纽特和他的新朋友们不仅要努力找回逃逸的神奇动物，还要面对更大的威胁：一个神秘的力量在纽约造成了破坏，引起了MACUSA的高度关注。这股力量来自一个受压抑的、不受控制的魔法生物——黑暗势力渗透并寻求利用这种力量。

与此同时，反魔法组织“沙莱梅尔的子孙”（The New Salem Philanthropic Society）正在积极进行反魔法宣传，试图揭露并消灭所有魔法使。这个组织的领袖玛丽·露表示出了对魔法世界的极端敌意。

在一系列紧张而充满奇幻的冒险之后，纽特和他的朋友们揭示了真正的威胁源头是一个年轻的强大巫师克雷登斯，他由于长期受到压抑和虐待，变成了一种极其危险的魔法生物“黑暗神”（Obscurus）。在一场激烈的对决中，MACUSA的干预导致克雷登斯被认为已被消灭，而纽特成功地平息了事态，避免了更大的灾难。

电影最后，为了保护魔法世界的秘密并修复与麻瓜世界的关系，纽特使用了一只名为“雷鸟”的神奇动物释放的力量，配合特殊药剂，使整个纽约的麻瓜忘记了这次事件的所有记忆。雅各布被迫忘记了他的魔法冒险，但留下了对奎妮的深情记忆。纽特离开纽约前向蒂娜表达了再见，并承诺将回来。电影以纽特继续他的旅程并准备出版他的书《神奇动物在哪里》结束，预示着更多的冒险即将展开。

《神奇动物在哪里》不仅是对哈利·波特宇宙的扩展，也通过其独特的故事和角色，为观众展现了一个更为广阔和复杂的魔法世界。