爱丽丝·金斯利（ 米娅·华希科沃斯卡饰）作为船长纵横四海3年后回到伦敦，却发现对于女性社会角色的陈腐观念依然盛行，而自己的船也被她的母亲卖给了对她不满的哈米什，意识到为自己所设想的未来可能无法成为现实的爱丽丝和母亲大吵一架，随后对自己的人生产生了迷茫。这时，在阿伯索伦（ 艾伦·里克曼饰）的指点下爱丽丝重返仙境。再一次回到仙境后，白皇后（ 安妮·海瑟薇 饰）希望爱丽丝借助时空魔球回到过去去拯救疯帽子匠（ 约翰尼·德普 饰）全家。而被流放外域的红皇后（ 海伦娜·伯翰·卡特 饰）也与“时间”（ 萨莎·拜伦·科恩 饰）结盟，并暗中计划偷取时空魔球。得到时空魔球的爱丽丝开始与各个朋友和敌人在仙境不同的时间点上交错，并且与红皇后和时间本人在时间的海洋上展开了一场奇妙的追逐。 最后，疯帽匠一家团聚，红皇后和白皇后姐妹和解，爱丽丝也和自己的母亲和解，母女二人开始了创业之路。