하늘을 나는 거대한 유리 엘리베이터가 사고를 당한다. 초콜릿 공장으로 되돌아가던 중 너무 높이 날아 올라간 탓에 지구 궤도 속으로 들어가 버린 것이다. 여기에는 윌리 윙카 씨와 초콜릿 공장을 맡을 꼬마 친구 찰리와 그 가족도 함께 타고 있었다. 황당하게 사고를 당한 찰리와 일행은, 지구 궤도를 따라 빙빙 돌다가 우주 호텔 근무자들을 태운 수송용 캡슐과 딱 마주친다. 미국 백악관은 찰리 일행이 우주 호텔을 위협하는 외계인으로 오해하고 겁을 낸다. 하지만 불필요한 걱정은 금물이다. 그들이 무서워해야 할 진짜 외계인은 따로 있으니까. 잔인하고 무시무시한 ‘극악무도’ 혹성의 왕꿈틀이 녀석들이 바로 그놈들이다. 유리 엘리베이터와 수송용 캡슐을 무지막지하게 공격하는 녀석들에 맞서 용감무쌍하게 싸우는 우리의 찰리. 마침내 수송용 캡슐을 위험에서 구출하고 무사히 초콜릿 공장으로 되돌아오지만, 또다시 숨 막히게 신기한 일들이 그들을 기다리고 있다. 잠시도 숨 돌릴 겨를도 없는 그들의 앞에 또 어떤 모험이 있을까?