丝·金斯利（蜜雅·娃丝柯思卡 饰）已成为游历四方的成功船长，她刚从中国结束贸易返回伦敦后，发现从前的未婚夫汉米许已併购了她父亲的公司，并计画要卖掉爱丽丝的船。感到绝望的爱丽丝跟随已蜕变成蝴蝶的智虫穿越一面镜子进入仙境。在见到白皇后（安·海瑟薇 饰）、白兔、双胞胎、睡鼠、三月兔、贝亚和咧嘴猫等人后，爱丽丝得知她的好友疯狂帽客（强尼·戴普 饰）由于坚信他失踪的家人仍活在世间，已患上重病且面临死亡。在白皇后指引之下，爱丽丝找到掌控着仙境时间的时光怪客（沙夏·拜伦·科恩 饰），向他要求取得能回到过去的「时空转移