Mesmo depois de muitos anos após o estudante Tyler Roth ter perdido seu irmão, que cometeu suicídio, ele não consegue se recuperar da extrema dor que sente. Nesse meio tempo, ele conhece Ally, a filha de um policial, que teve sua mãe brutalmente assassinada. Percebendo que pode compartilhar seu pesar com ela, os dois acabam se apaixonando, numa tentativa de tentar através do amor, se libertar da angústia.

Alice (Mia Wasikowska) é uma jovem de 17 anos que passa a seguir um coelho branco apressado, que sempre olha no relógio. Ela entra em um buraco que a leva ao País das Maravilhas, um local onde esteve há dez anos apesar de nada se lembrar dele. Lá ela é recepcionada pelo Chapeleiro Maluco (Johnny Depp) e passa a lidar com seres fantásticos e mágicos, além da ira da poderosa Rainha de Copas (Helena Bonham Carter).