גיבורת הספר, ילדה בשם אליס, מתחילה את מסעה לארץ הפלאות באופן בלתי צפוי לעצמה: אליס, שהייתה צולעת מחום ובטלה, הבחינה לפתע בארנבון, שלכשעצמו אינו מפתיע; אבל הארנב הזה התברר שהוא לא רק מדבר (שגם אליס לא הופתעה באותו הרגע), אלא גם הבעלים של שעון כיס, ובנוסף הוא מיהר איפשהו. אליזה נשרפה מסקרנות, מיהרה אחריו אל החור ומצאה את עצמה ... במנהרה אנכית, דרכה היא מהירה (או לא ממש? מכיוון שהצליחה לשים לב שהיא עומדת על המדפים על הקירות, ואפילו תפסה צנצנת עם המדבקה "מרמלדת תפוז", לרוע המזל ריק) נפל דרך האדמה. אבל הכל נגמר בעולם הזה, אליסינו סיימה את הנפילה, ודי בבטחה: היא הייתה באולם הגדול, הארנב נעלם, אבל אליס ראתה הרבה דלתות, ועל השולחן - מפתח זהוב קטן, שהצליחה לפתוח את הדלת לגן הנפלא, אבל לעבור אי אפשר היה שם: אליס הייתה גדולה מדי. אבל הבקבוק עם הכיתוב "שתו אותי" פנה אליה מייד; למרות הזהירות המוזרה של אליס, היא בכל זאת שתתה מהבקבוק והחלה לצמצם, עד כדי כך שהיא נבהלה, לא משנה מה קרה לה, מה קורה ללהבה של נר כשנפץ הנר. טוב שעוגה עם המילים "תאכל אותי" שכבה בסמוך; לאחר שאכלה את זה, אליס נופפה לגודל כזה שהיא החלה להיפרד מרגליה שנשארו אי שם הרחק מתחת. הכל כאן היה מאוד מוזר ולא צפוי. אפילו לוח הכפל והשירים שנלמדו זמן רב יצאו מתוך אליס סיקוס-נאקוס; הילדה לא זיהתה את עצמה ואף החליטה שזו בכלל לא היא, אלא ילדה אחרת לגמרי; מצער ואינסוף מוזרויות שהיא בכתה. וכל האגם בכה, אפילו שם כמעט טבעה. אבל התברר שהיא לא הייתה לבדה באגם הדמעות, עכבר נחר בסמוך. אליס המנומסת פתחה איתה שיחה (זה יהיה מביך לשתוק), אך למרבה הצער, היא דיברה על חתולים, מכיוון שאליס הייתה החתולה האהובה עליה בבית. עם זאת, העכבר, שנפגע בגלל הרגישות של אליס, נסוג, והארנב החדש שהופיע לאחרונה שלח את אליס, כמו איזו עוזרת, לביתו לחיפוש מעריצים וכפפות, כשהוא פונה לדוכסית. אליס לא התווכחה, נכנסה לבית הארנב, אבל מתוך סקרנות, היא שתתה קצת נוזל מהבקבוק הבא, וגדלה לגודל כזה שכמעט ריסקה את הבית. טוב שיידו את אבניה והפכו לפשטידות, היא שוב הפכה קטנטנה וברחה.
תקופה ארוכה היא נדדה בג'ונגל העשבוני, כמעט עלתה על שן של גור צעיר ולבסוף מצאה את עצמה ליד פטריה גדולה, על הכובע שעליו ישבה קטרפילר וחשובה מעשנת נרגילה. אליס התלוננה שהיא כל הזמן משתנה בצמיחה ואינה מכירה את עצמה, אבל קטרפילר לא מצאה שום דבר מיוחד בשינויים כאלה והגיבה לאליס המבולבלת בלי שום אהדה, במיוחד לשמוע שהיא, אתה מבין, לא מרוצה מצמיחה של שלושה סנטימטרים - הזחל שמח מאוד עם צמיחה כזו! אליס נעלבה נסוגה ולקחה איתה חתיכת פטריה.
הפטרייה הגיעה לתועלת כשאליס ראתה את הבית: היא לעסה פטריה קטנה, גדלה לתשעה סנטימטרים והתקרבה לבית, שעל סף פתיחתו רגל אחת, הדומה לדג, השנייה, נראית כמו קרפדה, הזמנתה של הדוכסית למלכה למסיבה בקרוקט. אליס במשך זמן רב גילתה מלקי-טואד האם היא יכולה להיכנס, לא הבינה דבר מתשובותיו (לא נטול היגיון מוזר שלה) ונכנסה לבית. היא הגיעה למטבח, שם לא הייתה מנוחה מעשן ופלפל; שם בישל הטבח, ובסמוך ישבה הדוכסית עם תינוק צורח בזרועותיה; בין לבין השליך הטבח את הכלים לשניהם; חתול גדול התבונן בכל זה בחיוך. לאליס המופתעת, הדוכסית הסבירה בקצרה שהחתול מחייך, מכיוון שהוא חתול צ'שייר, והוסיפה שלמעשה כל החתולים יודעים לחייך. לאחר מכן הדוכסית החלה לזמזם את התינוק הצווחני, לכאורה שיר ערש מוכר, אבל אליס הרגישה נורא מהשיר הזה. בסופו של דבר, הדוכסית השליכה את הצרור עם תינוקה אליס, שהוציאה מהתינוקת תינוק רוטן חסר מנוחה מוזר ופתאום נדהמה לראות שזה בכלל לא ילד, אלא חזיר! אליס נזכרה שלא מרצון בילדים אחרים, שמהם היו יכולים לצאת גם חזירים קטנים ונחמדים מאוד.
ואז חתול צ'שייר הופיע שוב מול אליס, והיא שאלה אותו לאן ללכת הלאה. החתולה, מחייכת, הסבירה שאם, כמו שהיא אומרת, לא אכפת לה לאן היא מגיעה, היא יכולה ללכת לכל כיוון. הוא אמר לילדה בשקט כי הכל במדינה הזו לא נורמלי, ואפילו אליס הקטנה והחכמה לא יכולה לערער על ראיותיו. לאחר מכן נעלם החתול - הכל חוץ מחיוך רחב, שהיה תלוי באוויר במשך זמן רב. המאפיין הזה של קוט שימש במיוחד עבורו כאשר המלכה האדומה הנוקשה הורתה לקצוץ את ראשו: החתול נעלם מייד, רק ראשו נראה באוויר, אבל איך אתה מורה לקצוץ את ראשו אם אין לה גופה? והחתול רק גיחך לרווחה.
אליס, בינתיים, הלכה למארס הארס המטורפת ונפלה על תה שהיה כה אהוב ומוכר עם הבריטים, אך יוצא דופן לחלוטין. הארנבת והאטר המטורפת נאלצו לשתות תה יותר מפעם או פעמיים ביום (שיהיה טבעי והגיוני), אך באופן רציף - כזה היה עונשם על הריגת הזמן. מכיוון שהם התייחסו אליה בצורה מאוד לא מרוסנת, בלבלו אותה וצחקו עליה, אליס עזבה ואחרי הרפתקאות חדשות היא סוף סוף נכנסה לגן המלכותי, שם ציירו גננים ורדים לבנים באדום. ואז הופיע הזוג המלכותי, המלך והמלכה של צ'רווני, מוקף בחצר - קלפי יהלומים קטנים יותר. ואף על פי שהמלך והמלכה הראו לאחרים חומרה יוצאת דופן, והמלכה דרשה לקצוץ ראשים כמעט לכולם, אליס לא חששה: אחרי הכל, הם היו רק קלפים, נימקה.
אליס ראתה כמעט את כל מכריה בארץ הפלאות באולם בו ניסו את Pure Knave, שכאמור השיר הישן גנב את הפשטידות שנאפו על ידי המלכה. עדות מוזרה ניתנה בבית המשפט על ידי עדים מפוחדים! איך הם ניסו לרשום את כל השופטים שטויות ואיך הם בלבלו את כולם! ופתאום הם התקשרו לאליס שהצליחה לגדול לגודלה הרגיל. המלך והמלכה ניסו להפחיד אותה, אך ניסיונותיהם נופצו כנגד היגיון הצליל שלה, והיא השיבה בנחת לאיום של עונש המוות: "אתה רק חפיסת קלפים", והקסם נמחק. אליס התעוררה באותה אחו ליד אחותה. סביב היה הנוף המוכר, שמע את הצלילים הרגילים. אז זה היה רק חלום! ..
