查理一家生活贫穷但和睦融洽。查理只有在生日的那一天才能尝到一小块巧克力。从查理住的房子里，能看到世界上最大最有名的巧克力工厂——旺卡工厂，工厂的主人是伟大的巧克力发明人兼制造商威利·旺卡。

那座神秘的工厂从来没有工人进出过，却能闻到浓郁的巧克力香。工厂出产的旺卡牌巧克力销往世界各地，深受孩子们的喜爱。有一天，旺卡先生发表通告：允许五个孩子参观工厂，还能终生享用巧克力和糖果！只有找到金参观券的人才有资格参观工厂。

全世界像发了狂似的掀起一股购买巧克力风。第一张金奖券是一个叫奥古斯塔斯的胖男孩找到的。他唯一的爱好就是吃。第二张金奖券被韦鲁卡找到了，她父亲手下的所有女工剥了三天的巧克力包装纸，终于找到了金奖券。第三位幸运儿是嚼口香糖冠军维奥莉特，第四位是喜欢打电玩的迈克。

查理中午放学回家时，在雪地里捡到 50 便士。饥饿的查理去商店买了两块巧克力糖，在第二块巧克力糖里发现了一个金奖券。这天，查理和爷爷去参观巧克力工厂。在这里，他们看到了飞流直下的巧克力瀑布，龙头船航行在棕色巧克力糖浆的河流……工厂里的工人全是酷爱巧克力的小矮人。

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贪吃的奥古斯塔斯在巧克力河边大喝特喝，掉进河里被吸进管子，卷到了软糖制作室。来到坚果室，韦鲁卡非要一只松鼠，被扒坚果的松鼠扔到了垃圾桶。维奥莉特吃下旺卡先生没有研制好的口香糖，变成一个紫色的大气球飞上了空中。迈克想把自己变成世界上第一个被电视机传送出去的人，却被变成了像手指一样大的小人儿。

查理成了最后的赢家。威利·旺卡打算让他当自己的继承人，但是从此不许和家人生活在一起。查里为了家人放弃了机会，他认为家是最好的，就是拿全世界的巧克力都不换。查里发现旺卡从小就离开家人去外创业，才有了今天的成功，所以他认为家人只有唠叨和管教，没有真正的亲情。

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后来查理陪旺卡去拜访了他的父亲，旺卡终于懂得了亲情的可贵，明白了父亲的良苦用心。查理同意接管工厂，当旺卡的继承人。旺卡把查理全家人都搬进了工厂，与他们成 了一家人。