צ'ארלי, נער עני שהתגורר עם הוריו וארבעת סביו וסבתותיו בדירת חדר צפופה, אהב יותר מכל שוקולד, מצרך יקר עבור משפחתו.
התפנית הגדולה בחייו התרחשה כאשר וילי וונקה, בעליו המוזר של בית חרושת ידוע לשוקולד, הכריז על מבצע שבסופו פרס גדול: חמישה כרטיסי זהב הוטמנו בחפיסות שוקולד מתוצרת המפעל. מוצאי הכרטיסים יזכו לביקור חלומות במפעל השוקולד המסתורי, שאיש לא עבר בשעריו כבר שנים רבות.
צ'ארלי בר המזל זוכה בכרטיס יחד עם עוד ארבעה ילדים מפונקים, ויוצא למסע מופלא ומוזר עם סבו במפעל השוקולד. במהלך הטיול קורים לילדים המפונקים דברים איומים ונוראיים (ילד טובע בשוקולד, ילדה אחת הופכת להיות סגולה, ילד אחד הופך להיות מכווץ ואז נמתח עד שהוא גבוה ודק, וכו'), ואילו צ'ארלי, ילד צנוע, הגון וטוב זוכה לרשת את מפעל השוקולד.
ביקורת
מיד עם צאת הספר הופיעה ביקורת חריפה על דמותם של בני האומפה-לומפה, העובדים במפעל. אלו תוארו כשחורים קטנים מאפריקה, עבדים במפעל, תיאור המציע התייחסות מזלזלת לאנשים על רקע גזעם ומוצאם. בעקבות הביקורת שונתה דמותם של בני האומפה לומפה על ידי דאל, צבע עורם הפך בהיר וארץ מוצאם שונתה מאפריקה לארץ דמיונית.
ביקורת נוספת הושמעה על המסר הקשה של הסיפור, כאשר הילדים המפונקים נדונים לעונשים גופניים (אך סאטיריים במהותם). ביקורת דומה הוטחה בקובץ 'יהושע הפרוע' ובספר מקס ומוריץ. הצגת הדמויות כטובות או רעות באופן מוחלט וענישה גופנית לדמויות הרעות הן מאפיינים שמופיעים גם בספרים אחרים מאת דאל. התומכים בהצגה זו של הדברים מציינים כי קריאה על משאלות כמוסות שיש בליבם של הקוראים כולם היא עידון (סובלימציה) של רגשות אלימים.