桃乐思回到堪萨斯城以后，一直对美丽的奥兹国念念不忘，但无奈的是，再回来的途中，可以帮她任意往返两个时空的红宝石鞋不见了。对于桃乐思讲述的故事，叔叔婶婶不但不相信还表现得忧心忡忡，并把侄女带到精神病院接受治疗。在那里，行为乖张的护士长让桃乐思不寒而栗。还好在一个陌生女孩的帮助下，她成功逃离了精神病院，并凭借一块木板沿着小河顺流而下。等她再次醒来的时候，发现自己和老母鸡毕琳娜已经来到了长满午餐盒的奥兹国。不知该如何回去的桃乐思只得去找以前的好友、翡翠城的国王稻草人帮忙。桃乐思与母鸡毕琳娜小心翼翼地穿越了死亡沙漠，没想到却中了石头国王诺姆手下的监视。当她们来到翡翠城的时候，惊奇地发现曾经美丽幸福的翡翠城已经变得荒凉，所有人都变成了石像。还没弄清事情的真相，女巫格林达的手下轮子人们就对她们发起了进攻，还好有机器人嘀嗒的帮助，桃乐思才转危为安。为了找到危在旦夕的稻草人，桃乐思、嘀嗒等人不得不冒险来到女巫格林达的宫殿，却不想被她关了起来。在女巫的城堡，桃乐思意外碰到了南瓜头杰克和一只会飞的麋鹿，并用从女巫那里偷来的生命粉让它们获得了生命。于是，几个人一起努力逃离格林达的控制，亡命天涯。经过几天几夜的飞行，麋鹿终于在一个荒凉的小岛停了下来，不料，却陷进了老诺姆下的迷魂阵中。为了解救稻草人，他们一起来到了美丽但却神秘莫测的诺姆地下宫殿。结果，奥兹玛被变成了一直用翡翠雕刻而成的美丽的草猛，稻草人变成了一张纯金的名片插卡，机器人被变成了一头样子滑稽的小肥猪模样的口哨，只有桃乐思和母鸡得以幸免。眼看就要全军覆没，黄母鸡毕琳娜挺身而出，急中生智，救出大家。最后，他们不仅夺回了翡翠城，还意外地发现蒂普就是失踪了多年的奥兹玛公主。桃乐思与公主成为了好朋友，并得到了可以随时回到奥兹国的魔力 。