Film Wonka membawa kita kembali ke masa muda seorang pembuat cokelat paling imajinatif di dunia, jauh sebelum pabriknya yang terkenal berdiri. Kita bertemu Willy Wonka sebagai pemuda optimis dengan topi khas dan koper penuh impian, yang tiba di Galéries Gourmet, pusat perbelanjaan megah, berniat membuka toko cokelatnya sendiri. Namun, dunia nyata tidak semudah yang dia bayangkan di Loompaland.
Wonka yang polos dan belum lancar membaca, dengan mudah terperangkap dalam jebakan perumahan milik Mrs. Scrubitt yang licik, dibantu oleh anak buahnya, Bleacher. Tanpa sadar, dia menandatangani kontrak yang membebankan biaya selangit. Meskipun dia berhasil memperkenalkan cokelat uniknya, seperti “hoverchocs” yang membuat konsumen bisa terbang, kesuksesannya berumur pendek. Tiga pembuat cokelat pesaing, yang dikenal sebagai “Kartel Cokelat”, merasa terancam. Mereka menyuap Kepala Polisi setempat untuk menggagalkan usaha Wonka, menyebabkan penghasilannya disita dan dia dituduh menjual tanpa izin.
Terjebak hutang karena kontrak tersebut, Wonka terpaksa bekerja tanpa bayaran di tempat cucian Mrs. Scrubitt, bersama tahanan lain yang bernasib sama: Noodle, seorang gadis yatim piatu asuh Scrubitt; Abacus Crunch, mantan akuntan yang tahu banyak rahasia Kartel; Piper Benz; Larry Chucklesworth; dan Lottie Bell. Di sinilah Wonka menjalin persahabatan yang tak terduga, terutama dengan Noodle, yang berbaik hati mengajarinya membaca.
Persaingan dengan Kartel Cokelat semakin memanas. Dipimpin oleh Arthur Slugworth, bersama Gerald Prodnose dan Felix Fickelgruber, mereka menggunakan kekayaan dan koneksi korup untuk mempertahankan dominasi. Abacus mengungkapkan bahwa Kartel memiliki brankas rahasia berisi cokelat, bukan untuk dijual, melainkan sebagai alat suap. Berbekal informasi ini dan didorong semangat kebebasan, Wonka beserta teman-teman barunya merancang strategi: mereka akan menjual cokelat secara diam-diam, menggunakan saluran pembuangan badai kota sebagai rute rahasia untuk menghindari polisi dan mengumpulkan uang untuk membayar hutang mereka.
Di tengah upaya mereka menjual cokelat, Wonka menyadari cokelatnya sering dicuri. Pelakunya ternyata adalah Lofty, seorang Oompa Loompa yang datang jauh-jauh untuk menuntut ganti rugi atas biji kakao yang diambil Wonka di tanah airnya dulu. Meskipun awalnya konfrontatif, kehadiran Lofty memberikan warna dan bantuan yang tak terduga dalam petualangan Wonka.
Akhirnya, Wonka berhasil mengumpulkan cukup uang untuk membuka toko cokelat impiannya. Namun, Kartel Cokelat belum menyerah. Mereka menyuap Mrs. Scrubitt untuk menyabotase cokelat Wonka dengan keringat Yeti. Kekacauan pun terjadi di antara para pelanggan, menyebabkan toko Wonka hancur. Dalam keputusasaan, Wonka menerima tawaran Kartel untuk melunasi hutang semua temannya dengan syarat dia meninggalkan kota selamanya menggunakan kapal. Para pekerja cucian dibebaskan, kecuali Noodle, yang dibayar oleh Slugworth agar tetap tinggal bersama Scrubitt.
Di ambang keberangkatan, Wonka menyadari ada hubungan antara Noodle dan Slugworth. Bersama Lofty yang masih mengikutinya, dia juga menemukan bahwa kapal yang akan ditumpanginya telah dililiti bahan peledak oleh Kartel. Setelah berhasil meloloskan diri dari kapal dan menyelamatkan Noodle, Wonka dan teman-temannya menyusun rencana terakhir: mereka harus mendapatkan buku akuntansi rahasia milik Kartel untuk membuktikan kejahatan mereka.
Wonka dan Noodle menyusup ke markas Kartel, tetapi mereka tertangkap. Di sana, Slugworth mengungkapkan kebenaran pahit kepada Noodle: dia adalah putri dari saudara laki-laki Slugworth yang telah meninggal, Zebedee. Slugworth berbohong kepada ibu Noodle, Dorothy Smith, bahwa Noodle telah meninggal saat bayi dan memberikan Noodle kepada Scrubitt. Terjebak di brankas cokelat cair milik Kartel dan di bawah ancaman senjata, Wonka dan Noodle hampir tenggelam, tetapi Lofty tiba tepat waktu untuk menyelamatkan mereka, masih dengan alasan mengejar ‘hutang’ biji kakao.
Dengan bukti di tangan dan diselamatkan oleh Oompa Loompa, Wonka dan Noodle akhirnya berhasil mengungkap kejahatan Kartel kepada publik. Mereka melepaskan cadangan cokelat suap Kartel ke air mancur kota, mencampurnya dengan bahan-bahan unik Wonka, secara efektif menghancurkan bisnis ilegal mereka. Kartel dihukum dengan cara yang lucu: mereka mengonsumsi “hoverchocs” dan melayang pergi, sementara Kepala Polisi yang korup ditangkap. Wonka membantu Noodle bersatu kembali dengan ibunya. Dengan petualangan selesai dan teman-teman terbebas, Wonka membeli sebuah kastil tua yang terbengkalai dan mulai mengubahnya menjadi pabrik cokelatnya yang legendaris, dengan Lofty sebagai kepala bagian pencicip rasa pertama. Film ini berakhir, menunjukkan Wonka telah menemukan tempatnya di dunia, siap menyebarkan keajaiban melalui cokelatnya.
