Film kedua Hunger Games ini bercerita tentang kompetisi Hunger Games yang ke tujuh puluh lima, bertepatan dengan Quartel Quell yaitu edisi spesial Hunger Games yang diadakan setiap dua puluh lima tahun sekali.
Setelah memenangkan kompetisi Hunger Games ketujuh puluh empat, Katniss dan Peeta memulai tur kemenangan dari distrik ke distrik. Selama perjalanan tur kemenangan Katniss dan Peeta didampingi oleh Effie dan Haymitch selaku mentor mereka di Hunger Games. Disetiap distrik yang mereka singgahi suasana terlihat bergolak dengan desas-desus revolusi, dimana Katniss dilihat sebagai simbol pemberontakan setelah hal-hal kontroversial yang dia lakukan dipertandingan sebelumnya. Presiden Snow tidak tinggal diam, Ia mengancam Katniss dan Peeta agar tetap melanjutkan propaganda pasangan yang jatuh cinta dan berpura-pura saling mendukung untuk meredam isu revolusi.
Sementara itu Capitol tengah mempersiapkan Quartel Quell ketiga, dimana  pada Quartel Quell ketiga ini tidak hanya arenanya yang dibuat khusus, para pemain pun tidak kalah spesial, para tribute yang telah memenangkan Hunger Games sebelumnya akan dibawa kembali kearena mewakili distrik masing-masing. Ini merupakan bagian dari rencana Presiden Snow untuk menghabisi Katniss dan Peeta tanpa memicu pemberontakan. Katniss dan Peeta sekali lagi harus kembali kearena, karena hanya ada mereka berdua dan Haymitch yang merupakan pemenang dari distrik dua belas.
Plutarch Heavensbee ditunjuk sebagai penanggung jawab pelaksanaan Hunger Games, menggantikan Seneca Crane yang menghilang secara misterius karena tidak mampu mengeliminasi Katniss dipertandingan sebelumnya. Sama seperti Seneca, Plutarch juga diperintahkan oleh presiden Snow untuk menghabisi Katniss diarena Hunger Games.
Tur kemenangan berakhir di Capitol, menandakan Hunger Games ketujuh puluh lima akan dimulai, para tribute telah tiba di Capitol. Katniss dan Peeta menjadi anak kemaren sore karena para pemenang sebelumnya sudah saling mengenal satu sama lain, yang menjadikan mereka sasaran empuk diarena pertandingan. Haymitch menyarankan Peeta dan Katniss untuk membentuk aliansi dengan mendekati para tribute, mereka akhirnya memilih Beete dan Wires dari distrik tiga yang paham tekhnologi, Finnick dan Meg dari distrik empat, dan Johanna Mason dari distrik tujuh.
Pertandingan dimulai, kedua puluh empat tribute memasuki arena dari sebuah danau yang telah dirancang berbentuk melingkar, hitung mundur dimulai, Katniss, Peeta, Finnick dan Meg bersama memasuki hutan, Peeta tanpa sengaja menabrak medan energi pembatas arena membuat jantungnya berhenti berdetak, namun Finnick bisa menyelamatkannya, Merekapun melanjutkan perjalanan mencari air. Sebuah kiriman hadiah dari sponsor berupa keran air tancap menyelamatkan mereka dari dehidrasi parah. Rintangan pertama berupa kabut beracun mengusik istirahat keempat tribute aliansi Katniss, mereka berlari kearah pantai menghindari kabut, Finnick terlihat kelelahan menggendong Meg yang sudah tua. Akhirnya Meg menyerah dan mengorbankan diri kedalam kabut. Kabutpun menghilang berbarengan dengan bunyi tembakan meriam satu kali menandakan satu tribute telah gugur. Katniss, Peeta dan Finnick mengobati kulit mereka yang melepuh terkena kabut beracun dengan genangan air yang langsung menyembuhkan luka-luka mereka. Baru saja menghela nafas, Katniss, Peeta dan Finnick harus berhadapan dengan serangan babon liar yang ganas. Bahkan Peeta nyaris terbunuh, saat secara tiba-tiba Morphing, tribute dari distrik enam menerjang babon yang menyerang Peeta. Morphing tewas sebelum keluar dari hutan, memberi waktu bagi Katniss, Peeta, dan Finnick untuk mencapai bibir pantai. Dipantai mereka bertemu Beete dan Wiress, kondisi Wiress terlihat shock dengan sekujur tubuh berlumuran darah dari hujan darah buatan Capitol. Beberapa saat kemudian Johanna muncul dari dalam hutan, kondisinya sama dengan Wires, basah bermandikan darah. Wiress yang kehilangan akal terus-terusan menggumamkan "tiktok...tiktok", Katnis memperhatikan sekeliling dan paham bahwa yang dimaksud Wiress adalah arena kompetisi yang berupa jam besar dimana setiap pertukaran rintangan baru akan ditandai dua belas kali Sambaran petir pada pohon besar ditengah hutan. Beete tiba-tiba mendapat ide untuk memancing para tribute lain kepinggir pantai kemudian mengalirinya dengan listrik dari pohon besar saat petir menyambar. Saat tengah menyusun rencana, Â Wiress gugur, dua tembakan meriam menggema diudara, tepat beberapa saat setelah anak panah Katniss melesat menembus dada pembunuh Wiress.
Merekapun beranjak menuju pohon besar ditengah hutan, kesepakatan telah dibuat, Katniss dan Johanna akan membawa gulungan kawat baja kepantai, sementara Finnick dan Peeta melindungi Beete yang membuat gulungan penghantar listrik dipohon besar. Rencana tersebut tidak berjalan lancar, gulungan kawat yang dibawa Katniss tiba-tiba terputus, Katniss dan Johanna berlari kembali masuk ke hutan, Saat itulah kakak beradik dari distrik satu menghadang mereka. Johanna tiba-tiba menghantam Katniss dengan gagang kapaknya dan menyayat tangan Katniss untuk mengeluarkan pelacak yang ditanam Capitol, Ia meninggalkan Katniss yang kesakitan dibawah sebuah pohon tumbang. Katniss yang merasa dikhinati berusaha sekuat tenaga untuk bangkit, pikirannya dipenuhi oleh keselamatan Peeta. Begitu sampai dipohon besar Ia hanya melihat Finnick, tidak ada Peeta dan Beete. Katniss siap melepaskan anak panahnya kearah Finnick, saat ia mendengar Finnick berbisik "Katniss, remember who your enemy is", ucapan yang sama persis dengan yang dikatakan Haymitch padanya sebelum memasuki arena. Katniss menurunkan panahnya dan kemudian melilitkan kawat baja diujung anak panah, kilat mulai terlihat dan tepat saat petir menyambar pohon besar Katniss melepaskan anak panahnya kelangit-langit buatan arena. Seketika ledakan elektromagnetik menghancurkan arena Hunger Games dan meruntuhkan langit-langitnya. Katniss samar-samar melihat sebuah hovercraft terbang diatasnya dan menarik tubuhnya sebelum ia hilang kesadaran..
Katnis terbangun disebuah ruangan dimana Haymitch, Finnick dan Plutarch Heavensbee tengah berdiskusi serius. Katniss tanpa pikir panjang menyerang Haymitch yang tidak menepati janjinya untuk menyelamatkan Peeta. Katniss terpaksa dibius lagi. Kali ini Katniss terbangun dengan Gale disisinya, Gale menjelaskan bahwa Katniss adalah misi utama dalam kompetisi Hunger Games kali ini. Haymitch, Finnick, Beete dan Wires, serta Johanna telah ikut andil dalam misi tersebut, dibantu oleh Plutarch Heavensbee dengan tujuan untuk memulai revolusi dengan Katniss sebagai sang mokingjay, simbol revolusi tersebut. Saat ini Katniss dianggap telah gugur dalam Quartel Quell, dan pemberontakan sudah dimulai, Gale juga memberitahu bahwa sudah tidak ada distrik dua belas, mereka akan memusatkan pergerakan revolusi di distrik tiga belas, distrik yang selama ini diketahui telah hancur.
Pembicaraan Gale dan Katnis menjadi penutup adegan dalam Hunger Games Catching Fire. Dan film selesai.
