A doce Alice (Mia Wasikowska) cai em um sono profundo e, quando acorda, descobre que está de volta ao País das Maravilhas. Lá, ela é informada de que terá de viajar para o universo paralelo de um misterioso espelho, comandado pelo terrível Senhor do Tempo (Sacha Baron Cohen), que planeja transformar o País das Maravilhas em uma terra sem vida. Reencontrando velhos amigos, como o Chapeleiro (Johnny Depp) e a Rainha Branca (Anne Hathaway), ela terá ainda de descobrir um jeito de parar a malvada Rainha de Copas (Helena Bonham Carter), que quer aproveitar a situação para voltar ao trono.