אליסה היא ילדה חכמה וסקרנית, אשר חלומותיה לוקחים אותה כל פעם לארצות רחוקות ולעולמות משונים והפוכים. באחד החלומות מבחינה אליסה בארנב לבן שרץ כל הזמן ומתלונן שהוא מאחר. אליסה הסקרנית עוקבת אחריו, הוא חומק אל תוך מערה, אליסה מציצה, מתכופפת ו...נופלת מטה מטה נפילה ארוכה ומשונה עד שהיא נוחתת בלב האדמה. היא מבחינה בדלת לארץ הפלאות, אך היא גדולה מדי כדי לעבור בה. לשמחתה, אליסה מגלה שיקוי פלאים המכווץ אותה לגודל המתאים, ולאחר שהיא משנה את מידותיה כמה פעמים – היא פורצת בבכי ודמעותיה הופכות לנהר, שעל מימיו היא נסחפת אל חופי ארץ הפלאות.
בארץ הפלאות פוגשת אליסה חתול משונה, שבכל פעם שהוא עונה על שאלותיה הוא רק מבלבל אותה יותר. לפתע מתחיל החתול להיעלם עד שכל מה שנשאר ממנו הוא חיוך...
היא ממשיכה ללכת, ולפתע פוגשת שני יצורים זהים וטורדניים, שמבלבלים אותה עוד יותר - עם כיוונים הפוכים, זהויות מתחלפות ורעיונות סותרים וחסרי היגיון.
בהמשך, מוצאת את עצמה אליסה במסיבת תה משונה אצל הכובען המטורף שאצלו הזמן עצר מלכת והשעה היא תמיד שעת התה.
המפגש הבא של אליסה הוא עם הזחל המשנה את צורתו לגולם ואז לפרפר וחושף שדברים הם לא תמיד כמו שהם נראים.
לקראת סוף הסיפור נפגשת אליסה עם מלכת הלבבות האכזרית, המצווה לצבוע את כל הפרחים באדום, ונהנית לערוף את ראשו של כל מי שממרה את פיה. אליסה מוזמנת למשחק קרוקט נגד המלכה, וכאשר מחליטה המלכה לערוף את ראשה כי היא העיזה לנצח במשחק – ניצלת אליסה בדרך נס כי היא פשוט – מתעוררת מהחלום המופלא...