有一个叫查理·巴克特的小孩，他家里很穷，一家七口人只有爸爸在牙膏厂工作，以至于查理每天都吃不饱。每天晚上，约瑟夫爷爷都会给家人讲威利·旺卡的巧克力工厂的故事，那是一家人最欢乐的时候。
一天，报纸上刊登出一则消息——威利·旺卡在巧克力里随机放了五张金奖券，旺卡的工厂将为抽到金奖券的幸运儿开放。但查理认为自己肯定一点机会都没有。
慢慢的，有四张金奖券被幸运儿得到了，而查理虽然也尽最大可能买了两块巧克力，可是都没有金奖券。
一天下午放学，查理捡到了一枚五十便士的银币，他走到商店，买了两块巧克力，就在他打开第二块的包装纸时，奇迹发生了——查理得到了最后一张金奖券。他飞奔回家把这个消息告诉了家人，约瑟夫爷爷兴奋得跳下了床，决定同查理一起去。
二月一号上午十点，旺卡先生准时出现在了工厂门口，打开了封闭许久的工厂大门。，五位幸运儿跟着旺卡进入工厂，左转右转进入了底下的巧克力车间。
车间里有一条巧克力瀑布，从天花板上悬挂下来一套巨型玻璃管把巧克力溶液抽到各个车间。突然，维鲁卡·索尔特发现了一群比中号洋娃娃还小的人，旺卡说是奥帕-伦帕人，是直接从伦帕地区进口的。当大家都在看着奥帕-伦帕人的时候，奥古斯塔斯·格卢普却悄悄跑到巧克力河边喝巧克力溶液，一不小心掉进了河里，被玻璃管吸走了。
旺卡先生带领着剩下的人继续参观，来到了全厂最机密的发明室，向剩下的人展示了他正在研制当中的石头弹子糖、头发太妃糖和魔术口香糖。尽管旺卡先生反复告知，魔术口香糖的配方还没调好，但维奥利特·傅雷加还是嚼起了那片口香糖，变成了一个巨型蓝莓。
旺卡带领剩下的人继续参观，结果在果仁车间维鲁卡·索尔特全家因为想去抓松鼠，被松鼠统统推进了垃圾堆；迈克·蒂维在电视巧克力车间被传送带带走，变得非常小。
最后五个幸运儿里只剩下查理了。旺卡先生非常高兴，告诉了查理自己搞这次活动的目的就是为了找到工厂的继承人，而查理一个人经受住了所有的考验，所以旺卡先生把工厂送给了查理。
