桃樂絲（Dorothy）在1889年她與自己的叔叔亨利，嬸嬸艾姆和小狗托托一起生活在堪薩斯州的一個農場裡。有一天桃樂絲連同農場的房子一起，被龍捲風吹到了矮人的王國。而落下的房子殺死了東國女巫。
北國女巫和矮人們感謝了桃樂絲，並將東國女巫被殺死時所穿的銀鞋送給了她。為了回到堪薩斯，北國女巫告訴桃樂絲必須去「翡翠城」找到奧茲國的魔法師來幫助她。
在通向翡翠城的鋪有黃色磚的路上，桃樂絲救了被吊在柱子上的稻草人，用一罐油讓銹了的機器人恢復活動，並且鼓勵懦弱的獅子和他們一起加入她與托托的行列前往翡翠城。稻草人想要一個大腦，鐵皮人想要一個心臟，而懦弱的獅子則是需要勇氣。桃樂絲說服他們，讓他們相信，翡翠城魔法師可以幫助他們。於是他們同桃樂絲一道開始了去往翡翠城的旅程。經過重重險阻，他們到達了翡翠城，見到了魔法師。
魔法師每次都以不同的形象出現。在桃樂絲看來他是一個頭顱；而稻草人看到了一個漂亮的女人；鐵皮人看到了一頭飢餓的野獸；獅子則看到了一團火球。魔法師答應幫助他們，但是條件是他們必須要殺死西方的惡女巫。他們克服了西方女巫設下的各種障礙，最後卻被西方惡女巫使用金帽的力量招喚來的長翅膀的猴子捉住了。惡女巫騙走了桃樂絲的一隻銀鞋，生氣的桃樂絲將一壺水潑在了惡女巫身上，無意中殺死了惡女巫。溫基國的人們因擺脫了惡女巫的暴政而歡欣鼓舞，並且幫忙重新組裝了稻草人和機器人。他們很喜歡機器人，希望他能夠成為他們的統治者。機器人答應他們，在幫助桃樂絲回到堪薩斯之後他就會滿足他們的願望。
當桃樂絲和她的朋友們再一次見到奧茲國的魔法師時，魔法師卻試圖敷衍他們。托托不小心弄倒了角落裡的屏風，發現奧茲國的魔法師只不過是一個很久以前乘著熱氣球來到這裡的奧馬哈人。他給了稻草人用糠別針和針做成的大腦，給了鐵皮人一個填了鋸末用絲綢做成的心，和獅子一種勇氣的魔藥。因為他們對於魔法師力量的信任，這些無用的物品真的給予了他們各自想要的東西。為了幫助桃樂絲和托托回家，魔法師意識到他們與他自己必須乘著新的氣球飛回去。在最後一次出現在翡翠城人民的面前之後，他委託稻草人，憑藉大腦的力量，來代替他統治翡翠城。然而桃樂絲為了抓回托托，沒能坐上熱氣球。繩子斷了，魔法師獨自飛走了。
桃樂絲只得求助於有翅膀的猴子，然而他們無法帶她飛過環繞奧茲國的沙漠。綠色絡腮鬍的士兵告訴他們南國女巫也許能幫助他們。於是他們同稻草人，鐵皮人和獅子又一起踏上了旅途，前往南國女巫的所在地。在南國女巫的宮殿，他們受到了熱烈的歡迎。女巫還告訴他們其實桃樂絲擁有能夠回家的力量。原來桃樂絲穿的銀鞋就可以帶她到任何一個她想去的地方。她含淚擁抱了她的朋友們，隨後他們被南國女巫用金帽的力量送回了他們各自的領地：稻草人去了翡翠城，鐵皮人去了溫基國，獅子回到了森林。金帽歸還給了長翅膀猴子的王，使得他們以後不再受咒語的約束。桃樂絲和托托終於回到了堪薩斯，一家人喜悅的團聚了。
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