Alice attraverso lo specchio

Alice Kingsleigh (Mia Wasikowska) ha trascorso tre anni come capitano della nave ereditata dal padre. Tornata a Londra dopo un avventuroso viaggio in Cina, Alice scopre che il suo ex fidanzato, lord Hamish Ascot (Leo Bill) t, ha ereditato il controllo della compagnia del defunto padre. Ascott, pieno di livore, complotta per costringere la madre di Alice a vendergli la nave in cambio della propria casa, su cui grava un'ipoteca, e ridurre Alice a una umile mansione di impiegata, un'evidente ripicca per il rifiuto che Alice aveva riservato alla sua proposta di matrimonio anni prima. Dopo uno scontro con la madre, poiché la ragazza non sa rinunciare alla nave tanto cara all'amatissimo e sempre compianto padre, Alice segue una farfalla che riconosce essere il Brucaliffo (Alan Rickman) e, attraversando magicamente uno specchio, fa ritorno nel Sottomondo.

La ragazza viene accolta dalla Regina Bianca, Bianconiglio (Michael Sheen), Pincopanco e Pancopinco (Matt Lucas), il Ghiro (Barbara Windsor), Bayard (Timothy Spall) e lo Stregatto (Stephen Fry), i quali la informano che il Cappellaio è più matto del solito ed è divenuto triste e poco amichevole. Alice gli fa visita e tenta di consolarlo, ma Tarrant Altocilindro il Cappellaio Matto (Johnny Depp) ha sviluppato la convinzione che la sua famiglia, data per morta anni fa, sia ancora viva e che sia sopravvissuta all'attacco del Ciciarampa nel "giorno orristraziante".

Quando Alice, dispiaciuta ma disillusa, tenta di far ragionare Tarrant, il suo lato oscuro riemerge e il Cappellaio la respinge, negando che possa davvero essere la "sua" Alice, colei che gli avrebbe creduto. Credendo che trovare la famiglia del Cappellaio sia l'unico modo per fermare il deterioramento della sua salute, la Regina Bianca suggerisce ad Alice di consultare Il Tempo (Sacha Baron Cohen) in persona per convincerlo a salvare la famiglia del Cappellaio nel passato. Nel palazzo del Tempo, Alice si imbatte nella Cronosfera, un oggetto con il quale è possibile viaggiare attraverso il tempo.

Malgrado il Tempo l'avvisi che tentare di alterare il tempo è troppo pericoloso, Alice decide di rubare la Cronosfera, poco dopo avere scoperto che la Regina Rossa esiliata, Iracebeth, ha intrapreso una relazione col Tempo e desidera a sua volta il prezioso oggetto per cambiare la sua sorte. Alice tenta di tornare indietro fino al giorno orristraziante dell'attacco del Ciciarampa, ma viene raggiunta da Tempo e accidentalmente finisce al giorno dell'incoronazione di Iracebeth. Inoltre, la Regina fa in tempo a riconoscerla.

All'incoronazione, un Cappellaio Matto più giovane inizia a beffarsi della Regina Rossa quando la sua testa non riesce a entrare nella corona reale. Questo provoca a Iracebeth una terribile crisi di nervi, ed il popolo comincia a farsi ingiustamente beffe di lei; suo padre la ritiene inappropriata al ruolo che le spetta e passa quindi il titolo di regina alla sorella minore Mirana, la Regina Bianca (Anne Hathaway) . La sopportazione di Iracebeth finisce, e la ragazza disperata fugge, implorando l'amore di almeno una persona e insultando colei che ritiene la causa dei suoi mali, ovvero la sorella. Alice, suo malgrado dispiaciuta, non può che assistere alla scena. Il Cappellaio in seguito viene severamente redarguito dal proprio padre per essersi burlato della regina e se ne va, credendo che suo padre lo consideri una delusione.

Alice scopre un evento nel passato delle due sorelle che aveva provocato la rottura tra loro e viaggia nuovamente indietro nel tempo, sperando di cambiare le vie del destino di Iracebeth e impedire così che il Ciciarampa uccida la famiglia del Cappellaio. Incontra le versioni più giovani del Cappellaio e dei suoi altri amici del Sottomondo. Si scopre che Mirana da ragazzina aveva rubato dei biscotti a sua madre e li aveva mangiati nascondendone le briciole sotto il letto di Iracebeth, la quale venne ingiustamente accusata. Alice la vede correre fuori dal castello disperata e le fa evitare lo scontro con un grosso orologio a pendolo, ma non può impedirle di battere la testa, evento che le deforma fisico e personalità. È da questo momento che Iracebeth comincia a sentirsi inutile, e abbandonata a favore della sorella.

In seguito Alice si ritrova di fronte un indebolito Tempo, che la redarguisce per avere messo in pericolo l'ordine dell'universo rubando la Cronosfera. Per evitare di essere catturata, Alice entra in uno specchio e torna nel suo mondo, dove si risveglia sul letto di un manicomio, con una diagnosi di grave isteria. Con l'aiuto della madre Alice riesce però a fuggire e, recuperata la Cronosfera, torna a Sottomondo. Giunta al giorno orristraziante, Alice scopre che la famiglia del Cappellaio non è stata uccisa dal fuoco del Ciciarampa, ma è stata catturata dalla Regina Rossa per vendetta. Alice torna nel presente, ma trova il Cappellaio in punto di morte.

Quando Alice in lacrime gli dice che ora gli crede, il Cappellaio si risveglia e riacquisisce le forze. Il Cappellaio, Alice e i loro amici si recano al castello della Regina Rossa alla periferia di Sottomondo, per liberare la famiglia del Cappellaio, che trovano rimpicciolita e intrappolata in una teca per formiche. Preparata al loro arrivo dopo essere stata informata da Tempo, la Regina Rossa li cattura e sottrae la Cronosfera ad Alice, tornando al giorno in cui la sorella aveva mentito riguardo ai biscotti, portandola con sé.

Tempo dice ad Alice che deve impedire ad ogni costo alla Regina Rossa di incontrare se stessa nel passato, altrimenti distruggerà l'universo. Tuttavia Alice giunge troppo tardi per impedire l'incontro fatale: Iracebeth, adirata per l'ennesima bugia della sorella (cerca di costringerla ad ammettere di aver mangiato i biscotti così da cambiare il passato), apre le porte, decisa a rivelare alla madre che la sorella aveva mentito. Quasi istantaneamente Iracebeth del presente e quella del futuro si pietrificano e così il resto della scena. Il tempo diventa irrilevante e l'universo inizia a pietrificarsi, mentre Il Grande Orologio comincia ad arrugginire e il Tempo si deteriora tra atroci sofferenze. Usando la Cronosfera, Alice, il Cappellaio e le due regine (Mirana, per il troppo rimorso, non riesce ad abbandonare nel nulla la sorella pietrificata) inseguiti dalla degradazione dell'universo, tornano nel presente, dove Alice riesce in extremis a rimettere la Cronosfera al suo posto.

Con la Cronosfera stabilizzata, l'universo torna com'era. Il Cappellaio si riunisce ai suoi familiari e li riporta alle dimensioni normali. Mirana finalmente ammette i suoi errori e, addolorata davanti all'ennesimo sfogo disperato della sfortunata sorella, scongiura Iracebeth di perdonarla. La Regina Rossa esce finalmente dal vortice di crudeltà in cui il dolore l'aveva rinchiusa, e le sorelle si riconciliano. Alice dice addio ai suoi amici e torna definitivamente nel suo mondo. La madre rifiuta infine di restituire la nave di Alice a lord Ascott, a costo di perdere la propria casa. Le due decidono allora di viaggiare per il mondo insieme, fondando la compagnia navale "Kingsleigh & Kingsleigh". Nelle scene disegnate in accompagnamento ai titoli di coda, vediamo un Sottomondo finalmente felice e in pace, con il Tempo che prende parte ai Té del Cappellaio - pur continuando a burlarsi di loro con il suo potere - e le sorelle riappacificate, fatto che permette anche ad Iracebeth di sentirsi finalmente accettata ed amata dagli abitanti del suo paese.