Die herangewachsene, inzwischen 19-jährige Alice Kingsley hat ihre Abenteuer im Wunderland längst vergessen, träumt jedoch immer noch von den Erlebnissen vor 13 Jahren. Mit ihrer Mutter fährt sie zu einer viktorianischen Gartenparty von Lord und Lady Ascot, die sich als Verlobungsfeier entpuppt: Vor allen Anwesenden bittet der langweilige Hamish, Sohn der Ascots, Alice um ihre Hand. Die jedoch sieht am Rand der Feierlichkeiten ein weißes Kaninchen mit Weste und Taschenuhr stehen und folgt ihm, ohne auf den Heiratsantrag zu antworten.

Sie gelangt zum Loch eines Kaninchenbaus und fällt hinein. Sie landet in einem runden Raum mit verschiedenen verschlossenen Türen. Nur eine winzige Pforte lässt sich mit einem Schlüssel öffnen. Sie trinkt einen Trank der sie schrumpfen lässt, kommt nun aber nicht mehr an den Schlüssel zur Pforte, da sie diesen zurück auf den Tisch gelegt hat. Daraufhin isst sie ein Törtchen, das sie wachsen lässt. Nachdem sie den Schlüssel genommen hat, trinkt sie wieder den Schrumpftrank. Während der ganzen Zeit wird sie von dem weißen Kaninchen, aber auch der Haselmaus und Diedeldum und Diedeldei beobachtet, die prompt an ihrer Eigenschaft als „echte Alice“ zu zweifeln beginnen. Die müsse doch wissen, wie sie durch die Tür kommt, habe sie doch alles vor 13 Jahren bereits einmal erlebt. Alice gelangt schließlich durch die Pforte und befindet sich plötzlich im fantastischen Unterland, das sie als Kind falsch verstanden und „Wunderland“ genannt hatte. Nachdem vor allem die Haselmaus überzeugt ist, dass das weiße Kaninchen die falsche Alice ins Unterland gebracht hat, begeben sich alle zur weisen Raupe Absolem, die nur sagen kann, dass Alice nicht in allen Teilen die Richtige ist. Der Prophezeiung nach wird die echte Alice am Blumertag den Jabberwocky mit dem Schwert der Weißen Königin besiegen.

Bevor über die weitere Vorgehensweise beraten werden kann, wird die Gruppe von Kriegern der Roten Königin angegriffen – ihr Anführer, der Herz-Bube Ilosovic Stayne, nimmt dabei die Prophezeiung an sich – und Alice von ihrer Kreatur Bandersnatch gejagt und verwundet. Erst als es der Haselmaus gelingt, dem Bandersnatch ein Auge auszustechen, ist Alice in Sicherheit. Die Grinsekatze rät ihr, den verrückten Hutmacher aufzusuchen. Von ihm wird sie bereits sehnsüchtig erwartet und trifft hier auch auf den verrückten Märzhasen. Kurz darauf erscheinen die Truppen der Roten Königin auf der Suche nach Alice. Sie werden von Ilosovic Stayne angeführt; der mitgeführte Bluthund Bayard, dessen Frau und Welpen von der Roten Königin gefangen gehalten werden und der deswegen unfreiwillig in ihrem Dienst steht, folgte der Fährte Alices bis zum Hutmacher. Der schrumpft Alice und versteckt sie in einer Teekanne, und der loyale Bayard verrät ihr Versteck nicht.

Der Hutmacher und die winzige Alice machen sich auf den Weg zur Weißen Königin. Der verrückte Hutmacher wird dabei gefangen genommen und ins Schloss der Roten Königin gebracht. Entgegen der Prophezeiung, die eigentlich jeden Schritt Alices vorschreibt, begibt die sich mit Bayards Hilfe zum Schloss der Roten Königin. Sie gelangt als Winzling durch eine Spalte im Mauerwerk in den Schlosshof und erhält vom weißen Hasen, der in den Diensten der Roten Königin steht, ein Wachs-Törtchen. Da sie zu viel isst, nimmt sie eine überdimensionale Größe an und wird von der Roten Königin entdeckt. Alice gibt sich als „Em“ aus „Empöringen“ aus und die Königin, die von ihrem großen Kopf begeistert ist, nimmt sie an ihrem Hof auf. Am Hof trifft sie auch auf die gefangenen Diedeldum und Diedeldei sowie die Haselmaus, die ihr das Auge des Bandersnatch überreicht. Der bewacht in einer Hütte das Schwert der Weißen Köngin, das Alice für die Erfüllung der Prophezeiung braucht. Während der verrückte Hutmacher der Hinrichtung zu entkommen versucht, indem er für den überdimensionalen Kopf der Roten Königin Hüte herstellt, gelingt es Alice, das Schwert an sich zu nehmen, nachdem sie dem Bandersnatch sein Auge zurückgegeben hat. Weil Alice den Herz-Buben, der sie wegen ihrer Größe verehrt, abgewiesen hat, will der sie beleidigt wegen versuchter Verführung verhaften lassen, und die Haselmaus verrät aus Versehen Alices Identität. Alice gelingt es, auf dem Rücken des Bandersnatch vor der Armee der Roten Königin zu fliehen und gelangt auf das Schloss der Weißen Königin. Die schrumpft sie auf ihre normale Größe und fordert sie auf, am bevorstehenden Blumertag, wie in der Prophezeiung vorhergesagt, den Jabberwocky zu töten. Doch Alice weigert sich, da sie niemanden umbringen will.

Im Schloss der Roten Königin geht die Hinrichtung des verrückten Hutmachers unter anderem durch Einmischung der Grinsekatze schief. Im folgenden allgemeinen Chaos entkommen der verrückte Hutmacher, Diedeldum und Diedeldei, die Haselmaus und Bayards Familie und begeben sich zur Weißen Königin.

Der Blumertag beginnt und Alice entschließt sich, doch als Kämpferin gegen den Jabberwocky anzutreten, da sich an ihrer Stelle nur Personen wie der verrückte Hutmacher, Diedeldum und Diedeldei sowie die Haselmaus gemeldet hatten. Die Armeen der Roten und der Weißen Königin treffen auf einem schachbrettartigen Feld aufeinander. Der Jabberwocky und Alice beginnen den Zweikampf. Als sich der verrückte Hutmacher einmischt, beginnen auch beide Armeen den Kampf gegeneinander. Alice gelingt es schließlich, dem Jabberwocky den Kopf abzutrennen. Die Krone geht von der Roten Königin auf die Weiße Königin über, die wiederum die Rote Königin und ihren machthungrigen Günstling Herz-Bube ins Exil verbannt. Mit dem Blut des Jabberwocky gelingt Alice die Rückkehr zur Gartenparty. Hier lehnt sie Hamishs Heiratsantrag ab und verkündet, in Zukunft selbstbestimmt leben zu wollen.