有一个小男孩叫查理·巴克特，他和父母、爷爷奶奶、外公外婆住在一起。查理一家居住在一栋摇摇欲坠的小木房里，相互之间和睦融洽，是一个幸福的家庭。虽然每个夜晚，一家七口吃的晚餐都是卷心菜汤。

从查理家的一个窗子望去，可以看到全世界最大的巧克力工厂―旺卡巧克力工厂。工厂由一位天才巧克力制作者兼生产商威利·旺卡所拥有。那是座神秘的工厂，大门紧锁，15年来，从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。小查理也不例外，在每个夜晚的梦乡中，他都幻想自己可以亲身进入那座工厂。(小查理每年只能在生日那天吃一块巧克力，所以他家的墙上贴满了他吃过的每一块旺卡巧克力的包装纸)。

有一天，威利·旺卡先生宣布了一个告示，他将向五位幸运的孩子开放充满“奥秘和魔力”巧克力工厂。除

得到参观工厂外，他们还能得到足够吃一辈子的巧克力糖和其他糖果。全世界购买旺卡牌巧克力的孩子都有机会，只要发现藏在包装纸里的金券，谁获得金券谁就是幸运儿。不过，旺卡先生一共只准备了五张金券，小查理得到金券的机会微乎其微，他也很想得到金券，去参观那神秘的巧克力工厂。

全世界一下子掀起了购买旺卡牌巧克力的热潮，幸运儿一个又一个地出现了，媒体们也都在播报孩子们发现金券的新闻。首先是喜欢暴饮暴食的奥古塔斯格卢普，一个不爱思考只喜欢每天往嘴里塞甜食的胖男孩。接下来的一位是被家人宠坏的小女孩维露卡·索尔特，要是她爸爸不给买她想要的东西，她就会耍赖，撒娇，又踢又闹吵个没完。第三位幸运儿是嚼口香糖冠军紫罗兰博雷加德，她只在意往自己背包里不断地装战利品。最后一位是麦克蒂维，一个喜欢打电玩，谁都瞧不起，总是喜欢炫耀自己比别人聪明的小男孩。

前四张金券都有主人了，最后的机会会降临在小查理身上吗?奇迹终于发生了，小查理不经意间在雪地上发现了一张纸币，于是他欣喜地奔向最近的商店，迫不及待地买下了一块旺卡牌巧克力。很久没有尝到巧克力的小查理正想着这块巧克力会是什么味道时，拆开包装纸，发现下面露出了金色。

查理和巧克力工厂，一些其他顾客看到了金券，都要去问查理买，但是查理却听了店老板的话，将金券带回了家。查理就要去巧克力工厂了，他的心理充满着欢乐和喜悦，他的爷爷、年迈的乔·巴克特听到这个好消息高兴地从床上跳下来，他回忆起旺卡先生在关闭塔楼之前自己在巧克力工厂工作时的美好时光。全家决定让爷爷陪伴小查理去，一块去度过即将到来的精彩纷呈的冒险时光。

参观巧克力工厂的过程是一次奇特的经历。小查理、爷爷和每个参观者都被眼前的景象和扑鼻而来的香味惊叹不已，他们的体验充满了无限的着迷、狂喜、好奇、惊讶和迷惑不解。说得夸张一点，即便是做最荒诞的梦你也想象不出这样的事情。飞流直下的巧克力瀑布，龙头船航行在棕色巧克力糖浆的河流，郁郁葱葱的口香糖草地，还有满山遍野的牛奶糖，到处都是巧克力。巧克力工厂里的工人全是来自蛮荒丛林、酷爱巧克力(可可豆)的矮人国的小矮人。

获得金券的小孩巨大的“糖衣炮弹”让其他四个孩子都失去了自制。奥古斯塔斯掉进了巧克力河里，被吸进了制糖间，他的妈妈在小矮人的的带领下从巧克力桶中救了出来。紫罗兰博雷加德变成了蓝莓(特大号)送去榨汁。虽然更灵活，但全身变蓝，维鲁卡·索尔特被送进了垃圾道，还好焚烧炉坏了。他爸爸也被坏坏的松鼠推进垃圾道。迈克不听劝告，进入传送装置，变成了信号微粒，出现在电视里。但是很小。于是去了拉太妃糖间，变得很高很扁。

对于这一切，小查理不为所动，他并没有因为一时的激动而失去理智。最不可思议的事发生了，查理成了最后的赢家。威利·旺卡打算把整个巧克力工厂送给查理，让查理和自己回工厂，当自己的继承人。但是，有一个条件，那就是从此不许和家人们生活在一起。查里感到很莫名其妙，为了家人们，查理放弃了机会，他认为家是最好的，拿什么都不能换，就是拿全世界的巧克力都不换。

之后查里发现了旺卡童年时不为人知的秘密，旺卡从小就离开家人去外创业，才有了今天的成功，所以他认为家人只有唠叨和管教，没有真正的亲情，后来查理陪同威利·旺卡去拜访了他的父亲，最后旺卡终于懂得了亲情的可贵，明白了父亲的良苦用心。

最后，查理同意接管工厂，当旺卡的继承人，并且旺卡把查理全家人都原封不动(包括那个歪歪斜斜的破房子)的搬进了工厂，与他们成为了一家人。