前往翡翠城的路上，多萝西先后遇到了三位渴望实现心愿的伙伴。第一个是立在田埂上的稻草人，他因没有大脑而自卑，希望巫师能赐予他智慧；第二个是被铁皮匠遗忘在森林里的铁皮人，他失去了心脏，渴望拥有情感；第三个是躲在林中发抖的狮子，虽然外表威猛，却缺乏勇气，想向巫师求取胆量。四个伙伴结伴同行，一路上互相扶持：稻草人用“智慧”决迷路难题，铁皮人以“善良”救下遇险的田鼠，狮子则在危急时刻尝试保护大家，尽管内心仍有怯懦。
抵达翡翠城后，奥兹巫师却以“先消灭邪恶的西方女巫”为条件，才肯帮助他们。西方女巫得知后，派出恶狼、乌鸦和飞猴等爪牙阻挠，伙伴们凭借各自的特点一一化危机：铁皮人砍倒恶狼，稻草人用计谋吓退乌鸦，飞猴虽抓走他们，却因西方女巫的命令未下杀手。最终，多萝西意外泼出的水融化了西方女巫，得到了她的金冠可命令飞猴三次，并带着伙伴们返回翡翠城。
然而，众人发现“伟大的奥兹巫师”只是一个来自奥马哈的普通魔术师，他用烟雾和机关伪装成神秘形象。尽管如此，他仍巧妙地满足了伙伴们的心愿：给稻草人塞了装满糠麸的“大脑”，为铁皮人缝上丝绸“心脏”，让狮子喝下“勇气药水”实为普通液体。伙伴们虽知真相，却因心态转变而真正拥有了智慧、情感与勇气。
最后，多萝西始终法回家，在南方女巫格林达的提示下，她才知道银鞋的魔力——只要并拢鞋跟敲三下，并许愿回家，就能实现愿望。多萝西与伙伴们告别，敲动银鞋，瞬间回到了堪萨斯州的草原，扑进叔叔婶婶的怀抱，了这场奇幻之旅。