Alicia (Mia Wasikowska), unha rapaza de 19 anos, asiste a unha festa da alta sociedade, chea de xente aburrida, que se celebra nunha mansión vitoriana. Cando se decata de que está a piques de recibir publicamente unha proposta de matrimonio, sae correndo tras un coello branco, ó cal segue a través dun burato e vai a parar ó País das Marabillas, un lugar que xa visitara dez anos antes, aínda que non o lembra. Este país era un reino pacífico ata que a Raíña Vermella (Helena Bonham Carter) derrocou á súa irmá, a Raíña Branca (Anne Hathaway), pero as criaturas que viven nel, están dispostas a rebelarse e agardan contar coa axuda de Alicia. Ó mesmo tempo, axudarán á rapaza a lembrar a súa primeira visita ó fantástico reino. Baseada no popular libro de Lewis Carroll e ambientada dez anos despois dos feitos que nel se relatan.