La jeune et jolie Alice raconte à qui veut l'entendre qu'elle connaît l'existence d'un autre monde où vivent un tas de créatures loufoques et fantastiques. Ce récit la fait passer pour folle auprès des autres, et les docteurs cherchent à la soigner de cette folie avec un traitement qui lui fera tout oublier... Alice semble résignée à abandonner ses souvenirs douloureux de ce monde imaginaire, surtout Cyrus, le génie dont elle est tombée éperdument amoureuse, même si au fond elle sait que tout est vrai. Alors que tout semble terminé, le Valet de Coeur et le Lapin Blanc, deux personnages de cet univers merveilleux, surgissent juste à temps pour sauver la jeune fille. Les trois se dirigent alors vers le fameux Pays des Merveilles...

Alice et le Valet de Cœur partent vers l'endroit où la jeune fille affirme avoir enterré la lampe du génie. Le Lapin blanc, laissé derrière, court le répéter à la Reine Rouge, toujours sous la menace de Jafar. Le chemin est long et fait de rencontres pleines de souvenirs.

Alice et le Valet se rendent dans le repaire de la Chenille pour obtenir le Myosotis, seul moyen de voir le passé et de découvrir qui a volé la lampe de Cyrus. Jafar et la Reine de Cœur essaient quant à eux de trouver un moyen de forcer Alice à utiliser ses trois souhaits.

Poursuivis par les hommes de la Chenille, Alice et Will sont séparés, et le Valet est capturé par la Reine rouge. Jafar attend donc l'exécution du voleur, ignorant l'histoire passée des deux anciens amants. Alice va tenter alors d'empêcher l'exécution grâce à l'aide de Lizard, une amie du Valet.

Will devenu une statue, Alice cherche un moyen de le sauver quand la Reine rouge lui propose un marché : partir chercher de la poussière magique pour se protéger de Jafar et retrouver Cyrus. De son côté, Jafar a capturé le Lapin blanc et le contraint à révéler les faiblesses d'Alice.

Grâce au Lapin blanc, Jafar arrive à Londres pour découvrir la vie d'Alice dans son monde originel. La Reine rouge a alors toute liberté de traquer Cyrus seule. Alice continue sa route pour rejoindre le Génie, qui passe par la Forêt Noire, un bois sans lumière qui cache de nombreux dangers.

Jafar amène Edwin au Pays des Merveilles afin de lui soutirer des informations pour manipuler Alice. Il prend ainsi son apparence et retrouve Alice avec le Valet au pied de son château. Le sorcier découvre ainsi que la relation entre Alice et son père n'est pas sans lui rappeler sa propre relation avec son père, le sultan.

La situation devient de plus en plus difficile au Pays des Merveilles, et les tensions augmentent. Alice et Will aident le Lapin Blanc à retrouver sa famille, avant de partir pour la cachette secrète d'Alice et de Cyrus, dans l'espoir d'y retrouver ce dernier. Le génie, lui, est capturé par la Reine Rouge, qui décide de le mener à Alice dans l'espoir d'échapper à Jafar. Ce dernier a découvert que la Reine l'a doublé, et décide de lui régler son compte... définitivement.

Will et sa lampe sont découverts par Lizard; les deux jeunes gens vont apprendre qu'être génie n'est pas si facile que ça. Cherchant à retrouver Will, Alice et Cyrus décident de s'allier avec la Reine Rouge, malgré leurs difficultés à mettre leurs différents de côté. Afin de faciliter sa recherche de la lampe, Jafar décide de relâcher une terrible créature : le Jabberwocky.

Découvrant que la Reine Rouge possède la lampe, Jafar décide d'envoyer le Jabberwocky pour la ramener. Malgré ses tentatives désespérées, la Reine ne parvient pas à faire le poids face à la créature, et Will finit par être capturé. Décidant d'aider ses frères prisonniers des lampes de Jafar, Cyrus et Alice font route vers le Puis aux Souhaits, dans l'espoir de convaincre la gardienne d'annuler sa malédiction. En effet, en flashback, on apprend que Cyrus et ses frères ont volé de l'eau magique du puits afin de sauver leur mère, et qu'en punition, la gardienne les a transformé en génies.

Alors que Jafar se prépare à déclencher son sortilège, il découvre que quelque chose cloche avec Will. Il décide alors d'interroger la Reine Rouge pour découvrir le problème : Will n'a pas de cœur. Pendant ce temps, Alice et Cyrus se rendent à Storybrooke pour obtenir le cœur du Valet. En flashback, Anastasia se prépare à épouser le Roi Rouge. Elle rencontre alors Cora, la Reine de Cœur, qui va jouer un rôle important dans sa transformation en la Reine Rouge.

Will reçoit une offre de Jafar qu'il ne peut refuser mais il doit pour cela trahir Alice et Cyrus. Le Jabberwocky commence à douter des promesses de Jafar et propose son aide à Alice en échange de sa disparition.

Jafar et Amara ont brisé les règles de la magie et le sorcier va mettre le Pays des merveilles à genoux. Seule Amara a le pouvoir de l'arrêter mais il faudra le courage d'Alice pour le vaincre.