桃乐丝是一个小女孩，在1889年她与自己的叔叔亨利，婶婶埃姆和小狗托托一起生活在堪萨斯州的一个农场里。有一天桃乐丝连同农场的房子一起，被龙卷风吹到了矮人的王国。而落下的房子杀死了东方的邪恶女巫。 北方的善良女巫和矮人们感谢了桃乐丝，并将东方女巫被杀死时所穿的银鞋送给了她。为了回到堪萨斯，北方女巫告诉桃乐丝必须去“翡翠城”找到奥兹国的魔法师来帮助她。
在通向翡翠城的铺有黄色砖的路上，桃乐丝救了被吊在柱子上的稻草人，用一罐油让锈了的铁皮人恢复活动，并且鼓励懦弱的狮子和他们一起加入她与托托的行列前往翡翠城。稻草人想要一个大脑，铁皮人想要一个心脏，而懦弱的狮子则是需要勇气。桃乐丝说服他们，让他们相信，翡翠城魔法师可以帮助他们。于是他们同桃乐丝一道开始了去往翡翠城的旅程。 经过重重险阻，他们到达了翡翠城，见到了魔法师。魔法师每次都以不同的形象出现。在桃乐丝看来他是一个巨大的头颅；而稻草人看到了一个漂亮的女人；铁皮人看到了一头饥饿的野兽；狮子则看到了一个火球。魔法师答应帮助他们，但是条件是他们必须要杀死西方的恶女巫。
他们克服了西方女巫设下的各种障碍，最后却被西方恶女巫使用金王冠的力量招唤来的长翅膀的猴子捉住了。恶女巫骗走了桃乐丝的一只银鞋，生气的桃乐丝将一壶水泼在了恶女巫身上，无意中杀死了恶女巫。温基国的人们因摆脱了恶女巫的暴政而欢欣鼓舞，并且帮忙重新组装了稻草人和铁皮人。他们很喜欢铁皮人，希望他能够成为他们的统治者。铁皮人答应他们，在帮助桃乐丝回到堪萨斯之后他就会满足他们的愿望。
当桃乐丝和她的朋友们再一次见到奥兹国的魔法师时，魔法师却试图敷衍他们。托托不小心弄倒了角落里的屏风，发现奥兹国的魔法师只不过是一个很久以前乘着热气球来到这里的奥马哈人。他给了稻草人用糠别针和针做成的大脑，给了铁皮人一个填了锯末用丝绸做成的心，和狮子一种勇气的魔药。因为他们对于魔法师力量的信任，这些无用的物品真的给予了他们各自想要的东西。
为了帮助桃乐丝和托托回家，魔法师意识到他们与他自己必须乘着新的气球飞回去。在最后一次出现在翡翠城人民的面前之后，他委托稻草人，凭借大脑的力量，来代替他统治翡翠城。然而桃乐丝为了抓回托托，没能坐上热气球。绳子断了，魔法师独自飞走了。
桃乐丝只得求助于有翅膀的猴子，然而他们无法带她飞过环绕奥兹国的沙漠。绿色络腮胡的士兵告诉他们南方的善良女巫也许能帮助他们。于是他们同稻草人，铁皮人和狮子又一起踏上了旅途，前往南方女巫的所在地。
在南方女巫的宫殿，他们受到了热烈的欢迎。女巫还告诉他们其实桃乐丝拥有能够回家的力量。原来桃乐丝穿的银鞋就可以带她到任何一个她想去的地方。她含泪拥抱了她的朋友们，随后他们被南方女巫用金王冠的力量送回了他们各自的领地：稻草人去了翡翠城，铁皮人去了温基国，狮子回到了森林。金王冠归还给了长翅膀猴子的王，使得他们以后不再受咒语的约束。桃乐丝和托托终于回到了堪萨斯，一家人喜悦的团聚了。而银鞋在她回家的飞行中丢失了，再也没有出现过。
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