Unga Charlie Bucket lever i fattigdom med sina föräldrar och farföräldrar i ett hus nära en magnifik chokladfabrik som ägs av den excentriske Willy Wonka. Trots familjens begränsade resurser är Charlie godhjärtad och har en omättlig kärlek till choklad.
En dag meddelar Mr. Wonka att han håller en tävling där fem barn kommer att få en guidad rundtur i hans mystiska chokladfabrik. Gyllene biljetter är gömda i Wonkas chokladkakor världen över, och Charlie drömmer om att hitta en.
Charlie har en utomordentlig tur och hittar en Golden Ticket i sin chokladkaka. Han sällar sig till de andra fyra barnen, var och en med distinkta personligheter och egenheter, på sitt livs turné. Mr. Wonka guidar dem genom olika magiska och fantastiska rum i fabriken, inklusive Chokladrummet, Uppfinnarrummet och Nötrummet.
När de utforskar, faller de andra barnen, frestade av fabrikens underverk, för olika missöden. Augustus Gloop faller i en chokladflod, Veruca Salt kräver att en Oompa-Loompa ges till henne som husdjur, Violet Beauregarde tuggar ett experimentellt tuggummi som förvandlar henne till ett blåbär, och Mike Teavee blir miniatyriserad efter att ha gått in i en tv-apparat.
Charlie förblir snäll, ärlig och väluppfostrad under hela turnén och visar upp sin goda karaktär. Han blir vän med Oompa-Loompas, som är arbetarna i fabriken, och Mr. Wonka blir förtjust i honom.
I en överraskande händelseutveckling avslöjar Mr. Wonka att det verkliga syftet med fabriksrundturen var att hitta en lämplig arvtagare för att ta över chokladbranschen. Charlie framstår som den utvalde på grund av sina egenskaper av ärlighet och vänlighet.
"Charlie och chokladfabriken" är en klassisk barnroman som kombinerar element av fantasi, fantasi och moraliska lektioner. Den utforskar teman som vänlighet, girighet och vikten av goda karaktärsdrag.