第一章：掉進兔子洞（Down the Rabbit Hole）
一天，悶悶不樂的愛麗絲跟姊姊同坐於河畔。忽見一隻古怪的白兔走過──牠穿戴打扮，手持懷錶，自言自語，行色匆匆。好奇的愛麗絲跟著牠跑，不慎掉進兔子洞裡去。這個洞簡直是個深淵，過了良久，愛麗絲終於著地。她驚覺自己身處奇怪的大廳，四周儘是大大小小的門，而所有門都被上了鎖。她撿到一條門匙，卻僅能開啟一道小門。由於這道門實在太小了，她只能望過去，卻發現那邊有個標緻的花園。她把門匙放在桌上，並在大廳別處找到一瓶寫著「喝我」的飲料。愛麗絲不由分說把它喝完，發現自己縮小了，當能穿過小門，卻拿不回桌上的門匙。慌亂之際，她撿到一件寫著「吃我」的蛋糕。這一次，愛麗絲吃掉它後竟又急速變大，大得連頭頂也貼著天花板了。
第二章：淚水之潭（The Pool of Tears）
愛麗絲不禁大哭起來，整個門廳儘是淚水。她不經意地撿起一把扇子，身體竟又變小了，她不得不在自己的淚水中遊走。途中，她遇到一隻同在游泳的老鼠。愛麗絲想要跟牠閒聊幾句，卻總是把她的家貓掛在嘴邊，結果當然觸怒了視貓為死敵的老鼠。
第三章：無謂的競賽和長長的故事（The Caucus Race and a Long Tale）
淚水沖走了其他動物和雀鳥；一時間，愛麗絲已被一群動物包圍。他們聚集在岸邊，討論如何把弄乾身體。老鼠發表了一場有關『威廉一世』的冗長演說；渡渡鳥則認為最好的方法就是舉行一場無結果的比賽：大家繞圈跑，而沒有勝負之分。愛麗絲聽罷，覺得無聊極了，懵懵懂懂的又說起家貓，結果把所有動物都嚇跑。
第四章：白兔先生與蜥蝪比爾（The Rabbit Sends a Little Bill）
令愛麗絲掉進地底的白兔先生又出現了。這一回，他在尋找公爵夫人的手套和扇子。白兔先生命令愛麗絲入屋拿回物品，可是，愛麗絲甫入屋，看到一塊餅乾，便吃了起來，身體又變大起來了。嚇壞了的白兔先生於是命令園丁蜥蝪比爾從煙囪爬進屋內以尋失物。此時，屋外已經聚集了一群動物，他們獃獃地看著愛麗絲偌大的手臂，並開始向她猛投卵石。卵石卻化成一件件蛋糕；愛麗絲把它們一一吃下，身體又縮小了。
第五章：毛毛蟲的建議（Advice from a Caterpillar）
愛麗絲見到一棵蘑菇，上面坐著一條藍色的毛蟲。他抽著水煙，向愛麗絲探問起來。愛麗絲回應他，自己正在個性轉變期之中，時常心緒不寧，她甚至連一首詩都記不起來。毛蟲離開之前，告訴了她蘑菇的秘密：吃其中一半會使她變高，吃另一半會使她變矮。於是，她把蘑菇一分為二，果然，吃其中一半使她矮小無比，吃另一半則令她的脖子增長。她的腦袋直達樹叢之中，樹上的鴿子甚至誤以為她長長的脖子是一條毒蛇。經過一番努力，愛麗絲終於回覆原來的身高。她蹣跚地走，偶然進入了一個小莊園。同時，她又利用蘑菇調校最適合的身高。
第六章：小豬與胡椒（Pig and Pepper）
魚先生想把邀請信交予屋內的公爵夫人，於是將事情交託給蛙先生。愛麗絲觀察著這個過程，並跟蛙先生講了一堆晦澀難懂的話，最後還是讓自己走進屋內。原來公爵夫人的廚子正把碗碟亂扔和煮濃湯，並加入了大量胡椒。胡椒實在太多了，令愛麗絲、公爵夫人和她的嬰兒不停打噴嚏，廚子和咧著嘴笑的柴郡貓卻不受影響。嬰兒不禁嚎啕大哭，而一向脾氣暴躁的公爵夫人當然對此十分厭惡，最後還把嬰兒交給愛麗絲照顧。愛麗絲抱著嬰兒走，不久卻驚覺嬰兒竟變成了一頭豬。
第七章：瘋狂下午茶（A Mad Tea Party）
柴郡貓在樹上出現，向愛麗絲指示往三月兔家的方向。接著他就消失了，他露齒的笑容卻還在那兒，在空中浮現，這令愛麗絲注意到，她見過的貓大抵沒有笑臉，卻從沒見過只有貓的笑容而沒有其身。 然後，愛麗絲到三月兔的家裡去。那時三月兔、帽子先生（現多被稱為瘋帽子）和睡鼠正舉行瘋狂茶聚，愛麗絲因而成為茶聚的賓客。在這一章，睡鼠幾乎一直處於熟睡的狀態；其他人則向愛麗絲講謎語和軼事。瘋帽子向她透露，由於他受到懲罰，使時間永遠停留在下午六時，也就是下午茶時間，所以他們不得不整天都喫茶點。言談之間，愛麗絲受到侮辱，又受不了謎題和故事的疲勞轟炸，決定離開。臨走前，她更斷言這是她去過最無聊的茶聚。
第八章：女王的槌球場（The Queen's Croquet Ground）
愛麗絲離開茶聚，走進了一個花園。她遇到三個嬉戲玩樂的紙牌僕人，他們正為討厭白玫瑰的紅心王后將樹上的白玫瑰塗上紅色。接著，更多紙牌僕人、國王和王后都列隊進入了花園，連白兔先生也來了。愛麗絲會見了國王和王后。那個王后很難討好，她說自己平日只要對事物有些微的不滿，就會大喊她的口頭禪「給我砍掉他的頭顱！」 王后邀請（或許有些人會認為那是命令）愛麗絲跟他們一起打槌球，可是，這場比賽很快便淪為一片混亂。他們把活生生的火烈鳥當作球棍，又把刺蝟當作球。接著，愛麗絲再一次遇上柴郡貓。紅心王后命人砍下柴郡貓的頭，劊子手卻抱怨他沒可能做到，因為他只能看見柴郡貓的頭。由於柴郡貓是屬於公爵夫人的，王后只好將公爵夫人從監獄釋放，再處理斬首的事。
第九章：假甲魚的故事（The Mock Turtle's Story）
在愛麗絲的要求下，公爵夫人被帶到槌球場，她深思著身邊所有事物的意義。紅心王后打消了給柴郡貓斬首的念頭，並將愛麗絲介紹予鷲頭飛獅認識。鷲頭飛獅帶愛麗絲去找假甲魚。假甲魚雖然沒有什麼可悲的事情，卻感到極度失落。他訴說自己曾經在學校做過一隻真正的甲魚。然而，鷲頭飛獅打斷了他的話，好讓他們能夠一起玩遊戲。
第十章：龍蝦方塊舞（Lobster Quadrille）
假甲魚和鷲頭飛獅跳起龍蝦方塊舞，而愛麗絲則背誦「這是龍蝦的聲音」（'Tis the Voice of the Lobster）。最後假甲魚替愛麗絲唱了首《甲魚湯》（Beautiful Soup），此時遠處傳來了「審判開始」的聲音，於是鷲頭飛獅帶著愛麗絲參加審判。
第十一章：誰偷了餡餅（Who Stole the Tarts?）
愛麗絲到了審判的場所，紅心騎士（Knave of Hearts）被控偷了紅心王后的餡餅。陪審團由各種動物擔任，包括蜥蜴比爾，白兔先生則擔任喇叭手。在審判期間，愛麗絲發現自己愈長愈大，睡鼠（dormouse）說愛麗絲無權以這麼快的速度長高，把他擠的喘不過氣。愛麗絲回道睡鼠的控訴荒謬，因為每個人都會長大，而她自己沒辦法停下這個過程。同時，瘋帽子和公爵夫人的廚師被傳喚作證，當這兩人的詢問結束以後，白兔先生被傳喚為下個證人。
第十二章：愛麗絲的證明（Alice's Evidence）
愛麗絲被傳為證人，當她站起來時因為長太大了而弄倒了陪審員席，國王只得命令審判暫停到陪審員回到席次上。國王和王后引用第42條規定：身高一英里以上者必須退出法庭，但愛麗絲否認並拒絕離開。最後，王后和愛麗絲在一陣爭吵以後，下令砍掉愛麗絲的頭，但愛麗絲並不怕，她認為他們只不過是紙牌。整副牌此時飛上天，又落到愛麗絲身上，愛麗絲正要揮去這些牌，卻發現自己在河邊醒來，頭還枕在姊姊的腿上，姊姊正揮去愛麗絲臉上的枯葉。愛麗絲把這個夢告訴姊姊，然後先離去了，姊姊則一邊想著愛麗絲的奇怪夢境，一邊恍惚的睡著了。
