Alice ditunjuk untuk menyelamatkan Mad Hatter kesayangannya dari kesedihan yang mematikan dengan melakukan perjalanan kembali ke masa lalu, tapi ini berarti merugikan Time sendiri, pria pembuat jam yang mulia dengan perangkat yang dibutuhkan untuk menyelamatkan keluarga Hatter dari Ratu Merah . Alice kembali ke dunia magis Underland, hanya untuk menemukan Hatter dalam keadaan yang mengerikan . Dengan bantuan teman-temannya, Alice harus melakukan perjalanan melintasi waktu untuk menyelamatkan nasib Mad Hatter dan Underland dari cengkeraman jahat Ratu Merah dan dikenal sebagai Waktu . —Wajah Hantu Alice kembali ke Negeri Ajaib - tapi kali ini bukan kecelakaan . Dia sedang dalam misi untuk kembali ke masa lalu dan menyelamatkan keluarga Mad Hatter, tetapi untuk melakukannya dia membutuhkan Chronosphere - perangkat yang memungkinkan waktu sendiri, Waktu telah . Saat dia melakukan perjalanan melalui waktu dalam petualangan yang mendebarkan dan berbahaya, dia belajar lebih banyak tentang mengapa Ratu Merah dan Ratu Putih tidak akur, dan kebenaran sebenarnya tentang keluarga Mad Hatter, tetapi sedikit yang dilakukan Alice ubah masa lalu, tapi belajarlah darinya . —khalidaun Alice baru saja kembali dari petualangan di mana dia menjadi kapten kapal ke Tiongkok dan kembali .

Dia sekarang menemukan bahwa Hamish, mantan tunangannya, telah memanfaatkan situasi keuangan ibu Alice yang buruk, memaksanya kehilangan rumah atau melarikan diri dari situasi dengan Hamish, Alice mengikuti Absolem, serangga yang bisa berbicara, melalui cermin ke dunia lain, dunia yang dia kenal . Di sana dia menemukan teman lama seperti Mad Hatter, White Queen, Tweedledum dan Tweedledee dan Cheshire Cat . Hatter berada dalam keadaan miskin, merindukan keluarganya yang meninggal beberapa tahun yang lalu . Untuk memperbaikinya, Alice bertemu Time, dan mencuri harta miliknya yang paling berharga . Hal ini membawanya ke dalam kontak, dan konflik, lagi-lagi dengan Ratu Merah yang pemarah dan gila Hampir segalanya dirampok, kapten pemberani, Alice Kingsleigh, mendapati dirinya menghadapi dilema yang mendesak; Di sana, Hatter yang sedang sakit dan merindukan keluarganya yang telah lama pergi percaya bahwa mereka masih hidup di suatu tempat--dan, yang lebih rumit lagi--teman setianya tidak dapat membantu . Apakah pembuat topi yang tadinya ceria itu benar-benar sudah gila? teka-teki rumit ini, berpacu melawan musuh lama yang cerdas yang mengawasi setiap gerakannya . Bisakah orang luar berambut kuning muda menyelamatkan temannya dari kegilaan, dan, amit-amit, dari kematian dini?—Nick Riganas Alice Kingsleigh (Mia Wasikowska) telah menghabiskan tiga tahun terakhir mengikuti jejak ayahnya dan mengarungi laut lepas .

Sekembalinya ke London dari Tiongkok, dia menemukan bahwa mantan tunangannya, Hamish Ascot (Leo Bill), telah mengambil berencana untuk meminta Alice menjual kapal ayahnya, "the Wonder", sebagai ganti rumah keluarganya . Tidak dapat membuat pilihan, Alice melarikan diri, dan bertemu dengan teman kupu-kupunya, Absolem, yang menghilang melalui cermin misterius di salah satunya ke Underland . Di sana, Alice disambut oleh Mirana dari Marmoreal (Anne Hathaway), White Queen, Nivens McTwisp, White Rabbit, Tweedles, Mallymkun, Dormouse, Thackery Earwicket, March Hare, Bayard, dan Cheshire Cat . Hightopp (Johnny Depp), Mad Hatter berada dalam kondisi kesehatan yang buruk karena keluarganya hilang setelah Serangan Jabberwocky (Dan Tarrant percaya bahwa entah bagaimana keluarganya selamat, bahkan ketika semua orang percaya mereka semua sudah mati) . Serangan itu terjadi tak lama kemudiansetelah ayahnya, Zanik (Rhys Ifans), seorang pengecer topi, sepertinya menolak hadiah kreasi topi dari Tarrant . White Queen membujuk Alice untuk meyakinkan Time (Sacha Baron Cohen) sendiri untuk menyelamatkan keluarga Mad Hatter di dunia dia menjadi satu-satunya yang bisa menyelamatkan Hatter . Namun, dia memperingatkan Alice tentang waktu, dan bahwa jika masa lalunya melihat dirinya di masa depan, semuanya akan menjadi sejarah . Saat Alice berangkat, dia berakhir di sebuah kastil yang suram, di mana paruh waktu, berada .

Waktu menolak untuk mengirim Alice ke masa lalu dan mengatakan bahwa dia tidak dapat mengubahnya . Saat Alice mencoba untuk berkonsultasi dengan Waktu, dia menemukan Chronosphere, sebuah objek yang memberi kekuatan sepanjang waktu di Bawah Tanah dan akan memungkinkan dia untuk melakukan perjalanan ke kapan saja mengabaikan peringatan Time bahwa masa lalu tidak dapat diubah, dan mencuri Chronosphere, tak lama setelah menemukan Iracebeth dari Crims (Helena Bonham Carter), Ratu Merah yang diasingkan (dan saudara perempuan ratu putih), dalam perawatan Time . Alice secara tidak sengaja Penobatan Iracebeth, di mana Mad Hatter yang lebih muda mengolok-olok Ratu Merah ketika mahkota kerajaan tidak pas di kepalanya yang sangat besar . Hal ini menyebabkan Iracebeth meleleh dan ayahnya menganggap dia secara emosional tidak memenuhi syarat untuk memerintah dan memberikan gelar ratu kepada adik perempuan, Ratu Putih . Iracebeth bersumpah membalas dendam pada Hatter dan memohon kepada Ratu Putih untuk "Katakan yang sebenarnya kepada semua orang" . . -- Alice mengetahui peristiwa di masa lalu Iracebeth dan Mirana yang menyebabkan perselisihan antara keduanya dan perjalanan itu akan mengubah cara Iracebeth dan menghentikan Jabberwocky membunuh keluarga Hatter . Dia mengetahui bahwa topi yang menurut Mad Hatter dibuang ayahnya sebenarnya sangat berharga olehnya .

Sementara itu di White Queen dan Red Queen's mereka adalah anak-anak, Mirana mencuri kue tart dari ibunya dan memakannya . Ketika dihadapkan oleh ibu mereka, Mirana berbohong tentang memakan kue tart tersebut, dan Iracebeth dituduh, menyebabkan dia kehabisan kastil . Alice melihat bahwa Iracebeth akan lari itulah peristiwa yang merusak kepala dan kepribadiannya . Alice mencegah tabrakan itu tetapi gagal mengubah masa lalu, karena Iracebeth tersandung dan malah membanting kepalanya ke dinding batu . Waktu yang melemah kemudian menghadapi Alice setelah mencari tanpa henti dan menegurnya karenamenempatkan seluruh waktu dalam bahaya . Karena panik, Alice berlari ke cermin terdekat di dunia nyata, di mana dia terbangun di rumah sakit jiwa, didiagnosis menderita histeria wanita . Sebagai Dr . Addison Bennett (Andrew Scott), seorang dokter psikiatris obat penenang, dengan dorongan dan bantuan ibunya Helen, dia melarikan diri dan kembali ke Bawah Tanah melalui cermin, di mana dia melakukan perjalanan ke Hari Horovendush, ketika keluarga Hightopp terbunuh . Alice menemukan bahwa keluarga Mad Hatter ditangkap oleh Merah dan tidak pernah mati . Namun kembali ke masa sekarang, Alice menemukan bahwa Mad Hatter berada di ambang kematian . Alice, hampir menangis, mengatakan bahwa dia mempercayainya, dan Tarrant berubah kembali ke dirinya yang normal .

Orang-orang Underland pergi ke Merah kastil tanaman, tempat Mad Hatter menemukan keluarganya menyusut dan terjebak di peternakan semut . Namun, Ratu Merah menangkap mereka dan mencuri Chronosphere dari Alice . Mengabaikan peringatan Time, dia membawa saudara perempuannya kembali ke hari dia berbohong tentang Mad Hatter dan Alice tiba di sana, Ratu Merah dan dirinya yang lebih muda telah bertemu satu sama lain . Waktu menjadi tidak relevan, dan Dunia Bawah mulai membeku dalam karat . Atas permintaan Time yang tak berdaya, Alice dan Mad Hatter bersama White Queen Chronosphere untuk berlomba kembali ke masa kini ketika karat mulai menyebar ke seluruh lautan Waktu dan kastil, di mana Alice menempatkan Chronosphere di tempat aslinya pada waktunya . Dengan Chronosphere yang stabil, Underland, termasuk yang membeku, dikembalikanmenjadi normal . Mad Hatter bersatu kembali dengan keluarganya dan White Queen, dan Red Queen menebus kesalahannya, sementara Time memaafkan Alice atas masalah yang ditimbulkannya, namun melarangnya untuk kembali . Alice mengucapkan selamat tinggal kepada teman-temannya dan kembali ke dunia nyata mirror . Dia menemukan ibunya akan menandatangani Wonder kepada Hamish (mengatakan bahwa itu hanya sebuah kapal) . Helen memutuskan untuk menghidupi putrinya sebagai gantinya . Hamish membawa pulang keluarga Kingsleigh tetapi bukan kapalnya . Alice dan ibunya mengatur bersama dengan perusahaan pelayaran mereka sendiri .