В начале фильма, 1 ноября 1981 года, профессор Альбус Дамблдор и профессор Минерва Макгонагалл встречаются у дома номер 4 по Тисовой улице (англ. Privet Drive), Литтл Уингинг, что на окраине графства Суррей, Англия. Они обсуждают последние события волшебного мира. Лорд Волан-де-Морт, самый сильный и зловещий тёмный маг всех времён, наконец побеждён, хотя не полностью. К сожалению, он унёс с собой в могилу двух своих последних жертв: Лили и Джеймса Поттеров. Их маленький сын, Гарри Поттер, каким-то образом сумел выжить. На память от встречи с Волан-де-Мортом ему остался только шрам в виде молнии. Гарри суждено стать легендой волшебного мира — мальчиком, который выжил, и Дамблдор считает, что лучше бы Гарри расти вдали от нежеланной славы и внимания, которые окружали бы его в мире магов.
Полувеликан Хагрид, хогвартский лесник и близкий друг Дамблдора, приносит двум профессорам ребёнка Поттеров.
Гарри отдают на попечение родственников-маглов (что им весьма не нравится), сестре его матери — Петунье Дурсль и её мужу Вернону, оставив его на крыльце их дома № 4 вместе с письмом от Дамблдора. У Дурслей есть и свой собственный избалованный сын Дадли.
Дурсли очень сильно боятся и не любят магию и скрывают от Гарри, что он обладает магическими способностями, вместо этого говорят, что его родители погибли в автомобильной катастрофе. Они плохо обращаются с Гарри — так, например, ему приходится спать в чулане под лестницей, где водятся пауки.
На день рождения Дадли Гарри Поттер с Дурслями отправился в зоопарк. Там в террариуме он разговаривает с бирманским питоном. Дадли восхищён штуками, которые выделывает змей. Хулиганистый кузен бросается к вольеру, а «мешающего» Гарри сильно толкает, так что тот падает. Тогда Гарри неожиданно для самого себя сделал так, что стекло вольера исчезло. Питон уполз, перед этим поблагодарив Гарри за освобождение. Дадли же остался в террариуме вместо змеи, а стекло вновь оказалось на месте.
К Гарри за неделю до его одиннадцатого дня рождения начинают прилетать совы, приносящие письма, в которых мальчик приглашается учиться в Хогвартсе — школе для юных волшебников, где учат колдовству и магии. Дурсли пытаются помешать Гарри получить письмо и увозят мальчика на маленький остров, но Хагрид выслеживает их и, взломав дверь заброшенного домика, в котором они поселились, рассказывает Гарри правду о его семье и о магическом мире, отдавая ему наконец письмо. Дурсли не хотят, чтобы Гарри учился волшебству: ведь тогда он станет «одним из ЭТИХ» и «погибнет, как и его родители». Вернон Дурсль заочно оскорбляет Альбуса Дамблдора. Разгневанный Хагрид взмахивает своим зонтиком (внутри которого спрятаны обломки волшебной палочки), и в тот же миг у Дадли, которые тайком ест торт, подаренный Гарри, вырастает поросячий хвостик, и его родители сразу подбегают к нему и начинают ужасаться и беситься, в то время как Гарри с Хагридом уходят из дома.
В баре «Дырявый Котёл» Хагрид и Гарри Поттер встречают нового преподавателя школы Хогвартс — молодого профессора Квиррелла, страдающего заиканием и нервным тиком. Из волшебного паба герои выходят в Косой переулок, где Гарри покупает всё, что нужно для учёбы. Они заходят в банк «Гринготтс», где Гарри обнаруживает наследство от своих родителей, а Хагрид берёт какой-то маленький свёрток, и говорит Гарри Поттеру, что это задание Хогвартса. Когда Гарри покупал волшебную палочку в магазине Олливандера, выяснилось, что между Гарри и убийцей его родителей — лордом Волан-де-Мортом всплывает интересное сходство — в их волшебных палочках находится два пера с хвоста одного и того же феникса.
Гарри узнаёт о волшебнике, которого боятся до сих пор — Волан-де-Морте, несмотря на то, что он уже побеждён. Все волшебники боятся произносить его имя.
Хагрид дал Гарри билет на поезд «Хогвартс-Экспресс». Несмотря на протесты своего злобного семейства, Гарри отправляется в школу, где будет учиться волшебству. Он не знает, где находится платформа 9¾, на которую ему надо попасть, но он находит семейство волшебников, чья мама объясняет ему, как на ней оказаться. Он знакомится с Роном Уизли — мальчиком из той бедной семьи. У Рона есть крыса Короста (англ. Scabbers). В одном купе с Роном едет девочка по имени Гермиона Грейнджер — надоедливая всезнайка. Гарри покупает все виды сладостей, которые предлагает проходящая мимо женщина.
После прибытия в Хогвартс всех новых учеников распределяют по четырём факультетам, давая им примерить старую распределяющую шляпу, которая когда-то принадлежала одному из основателей школы, Годрику Гриффиндору. Каждый факультет отличается от остальных: в Слизерин попадают амбициозные люди, достигающие своих целей любыми средствами; Когтевран станет домом для тех, кто больше всего ценит мудрость и острый ум; храбрецы станут гриффиндорцами, ну а студенты Пуффендуй отличаются честностью, трудолюбием и справедливостью суждений (зачастую туда попадают те, кому не подходят другие факультеты), туда же присоединяется Сьюзен Боунс. Шляпа говорит, что Гарри трудно определить на какой-нибудь из факультетов. Когда она рассказывает ему про достоинства Слизерина, Гарри объясняет шляпе, что он не хочет в этот факультет. После этого он отправлен в Гриффиндор. Туда же попадают Рон и Гермиона. Драко Малфой, грубый и заносчивый, а также ненавидящий Гарри, попадает в Слизерин.
В школе Гарри всё больше узнаёт о мире волшебников. В газете волшебников сообщается, что неизвестные проникли в банк Гринготтс в тот день, когда там были они с Хагридом, но хранилище № 713, которое они хотели обокрасть, оказалось пустым. На уроке у Мадам Трюк Невиллу Долгопупсу не везёт, он при неправильном управлении метлой зацепился за крышу и разбился об землю; Мадам Трюк выясняет, что у мальчика сломано запястье и ведёт его в больницу, а Малфой отнимает у него напоминалку и забирает её себе, полетев на метле, а Гарри полетел за ним без разрешения преподавателя (несмотря на предупреждение Гермионы) и поймал напоминалку, которую он бросил; Макгонагал, вместо того чтобы наказать мальчика, приглашает его в Гриффиндорскую команду по квиддичу — главному и самому популярному виду спорта в магическом мире. Гарри знакомится с Оливером Вудом, капитаном команды, и тот рассказывает Гарри об игре. На уроке левитации профессора Флитвика, у Рона никак не получается, а Гермиона начала сама делать левитацию и перо взлетает, а у Симуса при попытке произнести заклинание левитации перо взорвалось. После уроков Рон презирает Гермиону и говорит, что никто не хочет с ней дружить.

Альбус Дамблдор навещает Гарри Поттера в госпитале
В Хэллоуин ночью Гермиона сидит в женском туалете, увидев тролля она сильно испугалась. Гарри и Рон почувствовали что что-то не так. Когда они прибежали спасать её тролль схватил Гарри за ноги. Рон произносит заклинание Вингардиум Левиоса и дубина тролля повисла в воздухе. Потом Рон рассредоточился над заклинанием. Дубинка упала на голову тролля. Макгонагалл разочарована, что Гермиона думала, что могла усмирить этого тролля, а обоим мальчикам Макгонагалл даёт по пять баллов за удачливость. На Рождество Гарри дарят мантию-невидимку, которая когда-то принадлежала его отцу. Гарри обнаруживает Зеркало Еиналеж, где видит отражение своих родителей. Дамблдор советует мальчику перестать смотреть в зеркало, так как оно со временем заменяет людям реальный мир, и они уже не могут отойти от него.
Гарри, Рон и Гермиона обнаруживают, что в одном из коридоров Хогвартса, куда запрещено заходить ученикам, трёхголовый пёс, которого Хагрид окрестил Пушком, охраняет какой-то люк. Подумав, они решили, что Пушок скорее всего охраняет легендарный философский камень, с помощью которого можно приготовить эликсир жизни. Друзья решают, что Северус Снегг, зловещий профессор зельеварения и декан Слизерина, пытается украсть камень, чтобы вернуть силу Волан-де-Морту.
Считая, что камень скоро украдут, Гарри, Рон и Гермиона решают забрать его первыми. Разобравшись с защитными заклинаниями и ловушками, установленными преподавателями школы, они обнаруживают, что камень пытается украсть не Снегг, а профессор Квиррелл. Снегг же всё время пытался всего лишь защитить Гарри. Гарри переживает вторую встречу с Волан-де-Мортом, паразитировавшем на Квиррелле. Сожжённый прикосновением Гарри, Квиррелл уходит из жизни, а Волан-де-Морт снова пропадает.
Впрочем, в сражении Гарри был ранен, и после встречи с Волан-де-Мортом он выздоравливает. Дамблдор рассказывает ему, что мать Гарри защитила мальчика ценой собственной жизни. Святость чистой материнской любви дала Гарри защиту против злых сил.
Также Дамблдор говорит, что, хоть философский камень и защитили, его всё равно разрушат, чтобы Волан-де-Морт не смог его украсть в будущем.
Гарри покидает Хогвартс, подружившись с Роном, Гермионой и Хагридом. Он много узнал и приобрёл уверенность в себе.