本部電影的情節緊接《哈利・波特與混血王子》的結尾。隨著 佛地魔 的勢力日益強大，魔法世界陷入前所未有的黑暗。哈利・波特、榮恩・衛斯理 與 妙麗・格蘭傑 未能返回 霍格華茲 完成學業，而是踏上了由 阿不思・鄧不利多 指派的危險任務：找出並摧毀 佛地魔 的所有 分靈體。 故事始於三人離開各自的家，為漫長的逃亡做準備。在護送 哈利・波特 離開 水蠟樹街四號 的「七個波特」行動中，他們遭到 食死人 的伏擊，導致 瘋眼穆敵 和 嘿美 犧牲。短暫停留在 洞穴屋 後，他們在 比爾・衛斯理 與 花兒・戴樂古 的婚禮上遭遇 魔法部 陷落的消息，被迫展開流亡。 三人組首先潛入由 食死人 控制的 魔法部，成功從 桃樂絲・恩不里居 手中奪取了 史萊哲林的掛墜盒，但無法立即將其摧毀。分靈體 的邪惡力量不斷侵蝕著他們，尤其加劇了 榮恩・衛斯理 的猜忌與不安，導致他一度負氣離開。 哈利・波特 與 妙麗・格蘭傑 繼續前行，他們來到 高錐客洞，希望能找到關於 鄧不利多 的線索和 葛來分多寶劍，卻落入 佛地魔 的寵物蛇 娜吉妮 設下的陷阱。在絕望之際，一隻神秘的銀色母鹿 護法 引導哈利在結冰的湖中找到了 葛來分多寶劍。歸來的榮恩及時拯救了哈利，並用寶劍摧毀了掛墜盒。 為了瞭解一個反覆出現的神秘符號，他們拜訪了 贊諾・羅古德，從而得知了 死神的聖物——接骨木魔杖、重生石 與 隱形斗篷 的傳說。不久後，三人被 搜捕隊 抓住並帶到 馬份莊園，在此他們見到了 魯休思・馬份、貝拉・雷斯壯 與 跩哥・馬份。在 家庭小精靈 多比 的英勇幫助下，他們成功逃脫，但 多比 卻不幸犧牲。 電影的結尾，佛地魔 根據得到的情報，找到了 阿不思・鄧不利多 的墳墓，並從中取走了威力無窮的 接骨木魔杖，為最終決戰拉開了序幕。
作為兩部曲完結篇的上集，《哈利・波特：死神的聖物 I》扮演了至關重要的承先啟後角色。它打破了系列電影長期以 霍格華茲 為主要場景的模式，轉而成為一部充滿懸疑與流亡氣息的「公路電影」。本片的主要作用是為最終高潮進行鋪陳，詳細介紹了 分靈體 和 死神的聖物 這兩大核心任務，並將主角們推向最孤立無援的境地。電影結束於一個強而有力的懸念——佛地魔 獲得了 接骨木魔杖，直接為下集的終極對決奠定了基礎。