Charlie Bucket es un niño que vive con sus padres y sus abuelos maternos y paternos en una casa. Son pobres y pasan hambre y frío, sobre todo cuando su padre es despedido de su trabajo. Charlie y su abuelo Joe sueñan con visitar la Fábrica de chocolate de Willy Wonka, que lleva años cerrada al público para evitar espionaje industrial, y el sueño se hará realidad. Willy Wonka, el dueño de la fábrica, pone en circulación dentro de sus barras de chocolate, cinco boletos (o billetes) dorados, que pueden estar en cualquier barra de chocolate, en cualquier tienda, y en cualquier país. Estos permitirán, a los cinco niños o niñas que los encuentren, visitar esta fábrica, llevarse un cargamento de chocolates y golosinas de por vida y, además, el ganador recibirá un premio muy especial. Augustus Gloop, Veruca Salt, Violet Beauregarde, Mike Teavee y Charlie Bucket son los afortunados ganadores. Todos entran con su padre, menos Charlie, que va acompañado por el abuelo paterno Joe.
Una vez dentro descubren de la mano del excéntrico Willy Wonka (que los recibe en la entrada de la fábrica), un maravilloso mundo de chocolate y golosinas. Cada uno de los niños y niñas va saliendo de la fábrica a causa de sus manías, defectos y mala educación. Augustus Gloop no puede con la gula, cae a un río de chocolate, y es absorbido por un tubo que lo lleva fuera del recinto. Violet Beauregarde, la obsesiva mascadora de chicle y competidora incansable, se convierte en un arándano por probar un chicle experimental con gusto a una comida completa de dos platos y postre que aún seguía en prueba. Veruca Salt, niña mimada y consentida que no para de pedir y exigir, es arrojada al agujero de los desperdicios por unas ardillas al intentar hacerse de una de ellas. Mike Teavee, telespectador infatigable, es transformado en un pequeño personaje de televisión al que han de alargar como a un chicle para que vuelva a tener un aspecto mínimamente normal. Y por fin solo queda en la fábrica Charlie, el ganador. El premio es la fábrica: el señor Wonka se hace mayor y quiere un heredero. Charlie piensa que no podrá hacerlo, porque su madre extrañaría a los abuelos y no entrarían todos en el ascensor de cristal. Pero Wonka dice que sí es posible, así que recogen a toda la familia, la meten en el ascensor de cristal y se van todos a vivir a la fábrica.
