爱丽丝（米娅·华希科沃斯卡 饰）在过去的几年里去海上航行，返回伦敦后她遇到了一面神奇的镜子，穿过镜子她再一次重返奇幻仙境，并遇到了昔日的朋友白兔（迈克尔·辛 配音）、毛毛虫（艾伦·里克曼 配音）、疯帽匠（约翰尼·德普 饰）等，但此时疯帽匠已不是原来的他了，白皇后（安妮·海瑟薇 饰）帮助爱丽丝通过大时钟内部的时空传送仪回到过去，在不同的点她遇到了之前的朋友和敌人，在那里她必须与大反派“时间”（萨莎·拜伦·科恩 饰）展开扣人心弦的正邪对抗，在时间耗尽之前拯救老朋友疯帽子。