Во время представления кукольного театра владелец труппы Карабас-Барабас рассказывает Дуремару о потайной дверце, за которой спрятаны сокровища. Он показывает золотой ключик от нее.
В это время папа Карло, скрывающий тайну двери, создает куклу, которую называет Буратино. Деревянный ребенок оживает и мужчина отправляет его в школу. По дороге тот попадает на кукольное представление к Карабасу. Мальчик невольно рассказывает владельцу театра о потайной двери, которую видел в комнате отца. Тот платит Буратино 5 золотых, но об этом узнают лиса Алиса и кот Базилио. Они решают поймать и ограбить ребенка. Золотой ключик оказывается у Дуремара. Он случайно роняет ключ в пруд, где его находит черепаха Тортилла.
Тем временем из театра сбегают красавица Мальвина и пес Артемон. Они сталкиваются с Буратино. Тот спасается от Алисы и Базилио. По пути деревянный мальчик встречает Тортиллу, которая отдает ему золотой ключик. Карабас узнает об этом и начинает преследовать Буратино, но тот с друзьями добирается до дома папы Карло. Открыв таинственную дверь, друзья попадают в подземелье, где находят волшебную книгу. В конце фильма со страниц фолианта появляется летучий корабль, который уносит главных героев в дальние страны.