爱丽丝（米娅·华希科沃斯卡 饰）在过去的几年里跟随父亲去海上航行，返回伦敦后她遇到了一面神奇的镜子，穿过镜子她再一次回到了奇幻仙境，并且遇到了昔日的朋友白兔、毛毛虫、疯帽匠（约翰尼·德普 饰）等，但此时疯帽匠已不是原来的他了，白皇后（安妮·海瑟薇 饰）帮助爱丽丝通过大时钟内部的时空传送仪回到过去，在不同的点她遇到了之前的朋友和敌人，在那里她必须与时间对抗，在时间耗尽之前拯救疯帽匠。而此前海报中每位主演手中都有的闪闪发光的神秘球体便是帮助爱丽丝回到过去的关键所在。