威利•王卡是一位伟大的巧克力发明家和制造商，经营着全球最大的巧克力工厂——王卡巧克力工厂。这座工厂神秘莫测，大门从未打开过，但散发着诱人的巧克力香气。旺卡牌巧克力深受孩子们喜爱，每个人都梦想能有机会参观工厂。
某天，威利•旺卡先生宣布，在出产的巧克力中埋藏了五张金券，得到金券的幸运儿将有机会参观工厂，并获得足以吃一辈子的巧克力以及其他糖果。小孩们都疯狂购买，最终五个孩子获得了金券。
其中一个孩子叫做查理，来自贫困家庭。经历了两次失望后，他偶然发现了最后一张金券，终于得以进入巧克力工厂。
五个孩子开始了一场奇幻冒险，他们发现工厂不仅有神奇壮观的巧克力制造世界，还有威利•王卡的“神秘惊喜”。