小男孩查理生活在一个贫困家庭，和父母、爷爷奶奶、外公外婆住在一起。偶然间，他得知巧克力大亨威利·旺卡宣布将邀请五位幸运的孩子参观他神秘的巧克力工厂，前提是找到藏在巧克力包装里的五张金券。查理在生日时得到了一块巧克力，却没找到金券。后来他意外捡到钱又买了一块，终于成为了幸运儿之一。 参观工厂那天，查理和其他四个孩子在威利·旺卡的带领下进入了奇幻世界。这里有飞流直下的巧克力瀑布、糖做的船、能变大变小的口香糖等。但其他孩子因各自的贪婪、任性等缺点，在参观过程中陆续遭遇意外被淘汰。最后，只有查理坚守善良和纯真，威利·旺卡决定将整个巧克力工厂送给他。