Harry provodi još jedne ljetne praznike kod Dursleyevih. U Kalinin prilaz dolazi kućni vilenjak Dobby koji ga upozorava da će biti u smrtnoj opasnosti ako se vrati u Hogwarts. Harry je, uprkos Dobbyjevom upozorenju, odlučan u svojoj nameri da se vrati, ali ga Dobby pokušava zaustaviti koristeći magiju (što Harrya dovodi u nevolju). Dursleyevi zaključavaju Harryeve knjige i čarobni štapić, ali u pomoć dolaze braća Weasley (Fred, George i Ron) u letećem automobilu svog oca. Nakon leta provedenog u Jazbini Weasleyevi i Harry odlaze na peron 9¾ kako bi se ukrcali na voz za Hogwarts. Harry i Ron ne uspevaju proći kroz zid koji vodi do perona pa u trenutku očaja uzimaju leteći automobil kojim dolaze do škole. Pri sletanju je, zbog pada na Mlatarajucu vrbu, pukao Ronov štapić, a polusvesni automobil je pobegao u Zabranjenu šumu.
U novoj školskoj godini Harry je u središtu pažnje troje ljudi: novog, nesposobnog, profesora Obrane od mračnih sila, Gilderoya Lockharta; mladog obožavatelja Colina Creeveya; i Ronove mlađe sestre, Ginny Weasley kojoj se Harry sviđa. Sve kreće po zlu kada neko otvori Odaju tajni iz koje izlazi čudovište koje napada učenike normalskog porekla i skamenjuje ih. Prema legendi, Odaju je sagradio Salazar Slytherin i može je otvoriti samo njegov pravi sledbenik kako bi 'očistio' Hogwarts od učenika koji nisu čistokrvni. Mnogi su smatrali da je sledbenik Harry, pogotovo nakon što je otkriveno da može razgovarati sa zmijama, što je mogao i sam Slytherin. Harry, Ron i Hermione tokom većeg diela romana pokušavaju otkriti tko je pravi Slytherinov sledbenik.
Tokom godine se povećava broj napada i sve više skamenjenih osoba, uključujući i Hermionu, završava u bolničkom krilu. Kao vrhunac, na jednom od zidova je osvanula poruka da je Ginny Weasley odvedena u Odaju gde će "njen leš zauvijek ležati". Uz Ronovu pomoć Harry pronalazi ulaz u Odaju tajni gde saznaje da je Ginny otvorila Odaju pod uticajem Lorda Voldemorta, odnosno sećanja na njega koje je bilo pohranjeno u njegovom starom dnevniku.
Sećanje na Voldemorta (Toma Riddlea) sve više jača dok krade životnu energiju od Ginny. Pokušava ubiti Harrya nahuškavanjem baziliska na njega, ali Dumbledore šalje Fawkesa, svog feniksa, da odnese Harryu Sesir za razvrstavanje iz kojeg Harry izvlači mač Godrica Gryffindora. Fawkes oslepljuje baziliska i Harry ga ubija mačem. Riddleov dnevnik je uništen i Ginny se vraća u život. Skamenjeni učenici se takođe osvešćuju uz pomoć mandragora profesorice Sprout. Dnevnik je bio u posedu Luciusa Malfoya, koji ga je uspeo krišom podvaliti Ginny, ali za to nije bilo dokaza.
Harry ponovno susreće Dobbya, koji mu otkriva da radi za porodicu Malfoy i da zna za njihovu podvalu. Harry se sažali nad Dobbyem i seti se kako bi mu mogao pomoći - ostatke dnevnika zamota u jednu od svoji čarapa i daje ih Luciusu koji odmota dnevnik i čarapu baci na Dobbya. Ta je čarapa zbog Luciusove nesmotrenosti postala dar odjeće koji je oslobodio Dobbya. Dobby ostaje zahvalan Harryu i čak ga štiti od Luciusovog ispada bijesa.
Harry je zabrinut zato što ne zna je li trebao biti Slytherin, ali Dumbledore ga razuverava govoreći mu da ljude određuju njihovi izbori i da ne bi mogao izvući Gryffindorov mač da nije pravi pripadnik doma Gryffindora.
U međuvremenu su Harry i Ron razotkrili i prevaru Gilderoya Lockharta koji je brisao pamćenje drugim ljudima i prisvajao njihova djela. Lockhart je završio u bolnici svetog Munga nakon što je na Harryu i Ronu pokušao izvesti čaroliju brisanja pamćenja pomoću Ronovog slomljenog štapića.
Takođe, saznaje se da je Hagrid bio isključen iz škole, kao i razlog zbog toga. Naime, bio je osumnjičen da je otvorio Odaju tajni i da je oslobodio baziliska iz nje. U ovoj knjizi, 1993. godine, kada je Odaja tajni ponovo otvorena i kada su napadi dostigli vrhunac, Hagrid biva uhapšen i poslan u Azkaban. Na kraju, kada se istina otkrila, Hagrid je pušten i sprana je ljaga s njegovog imena.
