在成为酋长一年后，小嗝嗝（Hiccup）与他的夜煞（Night Fury）没牙仔（Toothless）及其他龙骑士们持续从猎人手中解救被捕的龙类，并将它们带回博克岛（Berk）。然而，博克岛因龙的数量过多而变得拥挤不堪，同时面临着屠龙猎人的持续攻击。为此，小嗝嗝希望能找到其已故父亲史图依（Stoick）曾提及的龙类避风港——“龙族秘境”（The Hidden World）。与此同时，数名军阀将一只被其捕获的白色雌性光煞（Light Fury）交给恶名昭彰的屠龙猎人“残酷的葛林魔”（Grimmel the Grisly），以其为诱饵，企图捕获没牙仔并利用其作为龙王（alpha）领导龙群。

没牙仔在森林中发现了光煞，两者被彼此吸引，但光煞因察觉到小嗝嗝与亚丝翠（Astrid）的接近而飞离。随后，小嗝嗝与特夫纳（Tuffnut）发现了葛林魔设置的捕龙陷阱。当晚，葛林魔造访小嗝嗝，胁迫其交出没牙仔，并炫耀自己已将几乎所有的夜煞屠戮殆尽。小嗝嗝预设了伏击，但葛林魔成功脱身，其麾下的死亡之握龙（Deathgripper）摧毁了小嗝嗝的房屋与博克岛。此次袭击后，小嗝嗝率领全体岛民与龙群启程，寻找龙族秘境以躲避猎人的追捕。

旅途中，博克岛居民发现了一座岛屿，原计划仅作短暂休整，但不久后便决定在此定居，并将其命名为“新博克岛”（New Berk）。小嗝嗝观察到没牙仔因无法独立飞行而阻碍了其与光煞关系的发展，于是为他重建了一套自动尾翼。没牙仔换上新尾翼后立即飞离，与光煞会合并一同飞往一处未知之地。在一次侦察中，娃卡（Valka）注意到葛林魔的军队正在逼近，并向小嗝嗝汇报。小嗝嗝与龙骑士们随即出发抓捕葛林魔，却落入其陷阱，除拉芙纳（Ruffnut）外，其余人勉强逃脱。拉芙纳随后不断骚扰葛林魔，葛林魔因不堪其扰而最终将其释放。

小嗝嗝、亚丝翠与她的龙暴飞飞（Stormfly）一同前去寻找没牙仔，最终发现了龙族秘境。在秘境中，没牙仔已与光煞成为伴侣，并担任了当地龙群的龙王。当秘境中的龙群发现小嗝嗝和亚丝翠时，对他们发起了攻击，但没牙仔出面营救并将二人送返新博克岛。小嗝嗝意识到人类在此地是入侵者，并不安全。此时，返回的拉芙纳在无意间将葛林魔及其军队引至新博克岛。葛林魔捕获了没牙仔和跟随其返回的光煞，并利用没牙仔的龙王地位，以光煞的性命相胁，迫使其服从命令，从而控制了博克岛的所有龙。

在亚丝翠的鼓励下，小嗝嗝集结龙骑士们，决心挫败葛林魔的阴谋。他们身着翼装，对葛林魔的军队发起突袭，引发了一场旨在解救龙群的战斗。在暴飞飞的协助下，小嗝嗝成功解救了没牙仔，但葛林魔给光煞注射了药剂并骑着她逃离。小嗝嗝与没牙仔随即追击，利用闪电击败了葛林魔的死亡之握龙，但葛林魔在空中用麻醉镖击中了没牙仔，使其坠落。小嗝嗝意识到必须依靠光煞，于是解救了她并催促其去救没牙仔，而他自己则与葛林魔一同坠向海面。光煞救下没牙仔后返回营救小嗝嗝，小嗝嗝在获救前卸下被葛林魔抓住的义肢，任由葛林魔坠海身亡。回到岛上后，没牙仔与小嗝嗝达成共识：龙类在人类世界无法获得安全，而人类也被禁止进入龙族秘境。小嗝嗝与没牙仔告别，博克岛的居民们随之将他们的龙释放，让它们回归龙族秘境。三个月后，小嗝嗝与亚丝翠成婚，共同成为新博克岛的领袖。

九年后，没牙仔与光煞已繁育了三只名为“夜光龙”（Night Lights）的混血后代。小嗝嗝、亚丝翠携他们的一子一女航行至龙族秘境的边缘与龙群会面。在将自己的孩子介绍给老友后，小嗝嗝与亚丝翠带孩子们分别骑乘没牙仔和暴飞飞，在光煞及其幼龙的陪伴下共同飞行。小嗝嗝立誓，在人类与龙类能够和平共存之前，龙群将永居于秘境，而博克岛的子民将守护这个秘密。