威利•王卡（强尼•戴普 饰）是一位巨大的巧克力创造人和制作商，经营着全世界最大的巧克力工厂——王卡巧克力工厂。那是座神秘的工厂，大门紧闭，15年来，历来没有看见有工人从大门进去或出来过，可是却能闻到浓郁的巧克力香味。工厂出产的旺卡牌巧克力销往世界各地，深受孩子们的喜爱。
　　有一天，威利•旺卡先生贴出告示：他在出产的巧克力里面埋藏了五张金券，谁吃到了，就有机会参观工厂，还能得到足够吃一辈子的巧克力糖和其他糖果。小孩子们疯狂抢购，终究五个小客人成为幸运儿。
　　其中有一个小客人叫查理（弗莱迪•海默 饰），家庭非常清贫，在经历两次失利后，他发现了最终一张金券，巧克力工厂的大门因此为他翻开。
　　五个孩子开始在这个魔幻工厂中冒险，吸引他们的除了奇特壮丽的巧克力制作世界之外，还有威利•王卡的“神秘礼物”