Charlie Bucket (Freddie Highmore), un niño muy bueno de una familia muy pobre, gana un concurso, junto a otros cuatro niños de diferentes partes del mundo, para disfrutar de una visita durante todo un día a la gigantesca fábrica de chocolate dirigida por el excéntrico Willy Wonka (Johnny Depp) y su equipo de Oompa-Loompas. La fábrica se parece a un mundo fantástico y mágico lleno de diferentes sabores, todos muy dulces.