在此書的開始，愛麗絲和姐姐坐在河邊，姐姐在看書，愛麗絲自己則無事可幹。就在這時，突然有一隻帶著表的大白兔自言自語著匆匆跑掉，愛麗絲便去追。兔子走過一段路後突然向下傾斜，愛麗絲也栽進了一個類似一口井的“隧道里”。透過隧道的廳堂的一些食品，使愛麗絲變得很小，這時，突然出現的老鼠帶領她和其他禽獸離開了淚水池，到了岸邊。在這裡，它們為了弄乾衣服舉行跑步比賽，每人都得了第一，就在比賽完，老鼠還在講故事時，原先的兔子將愛麗絲當做了自己的一位女僕，讓她回家取東西，在兔子家裡，愛麗絲又因為吃了食物變大又變小。她逃了出來，又遇到了目中無人的毛毛蟲，以及吃了一邊會長高，吃了另一邊會變矮的蘑菇，這裡的一切都荒謬絕倫，她又見到了拼命砸廚具的廚師，不以為然的公爵夫人，突然變成豬娃的嬰兒，永遠露齒而笑的柴郡貓，以及無休無止的瘋狂的午茶會。

偶然的機會，愛麗絲遇到了時刻把“砍掉他的頭”掛在嘴邊的紅心王后，以及撲克牌衛兵。在那裡，愛麗絲和大家玩了一場荒誕的槌球比賽，王后又讓格里芬帶愛麗絲去見假海龜，他們一起聊天和跳舞。隨著“誰偷了水果餡餅”的審判開始，格里芬又帶著愛麗絲到了法庭。

因為頂撞紅心王后，整副撲克牌士兵都凌空而起，紛紛降落到愛麗絲身上。就在這時，她的夢醒了。在給姐姐講述了這次經歷後，姐姐自己也做了這麼一個夢。在夢裡，她還為自己描繪了她的這個妹妹的一生，並給自己將來的孩子們回憶自己美好、純真的童年時光。