Willy Wonka (Johnny Depp) é o excêntrico dono da maior fábrica de doces do planeta, que decide realizar um concurso mundial para escolher um herdeiro para seu império. Cinco crianças de sorte, entre elas Charlie Bucket (Freddie Highmore), encontram um convite dourado em barras de chocolate Wonka e com isso ganham uma visita guiada pela lendária fábrica de chocolate, que não era visitada por ninguém há quinze anos. Encantado com as maravilhas da fábrica, Charlie fica cada vez mais fascinado com a visita.

Um garoto pobre ganha o direito de visitar a fábrica de chocolates do excêntrico Willy Wonka. Acompanhado por seu avô e quatro crianças mimadas, ele vive aventuras inesquecíveis e aprende uma importante lição.