Dorothy Gale, une jeune orpheline, est élevée dans une ferme du Kansas tenue par sa tante et son oncle. Son chien Toto étant persécuté par la méchante Almira Gulch, Dorothy demande aux trois ouvriers de la ferme de le protéger. Cependant personne ne semble prendre au sérieux les craintes de la jeune fille. Sa tante Em lui reproche son imagination et lui demande de trouver sa place dans un monde sans problème.
Almira Gulch finit par s'emparer de Toto avec l'intention de le tuer. Mais le chien s'échappe et retourne près de Dorothy qui décide alors de s'enfuir. Sur le chemin, elle rencontre le professeur Marvel qui parvient à la persuader de retourner auprès de sa famille.
Arrivée à la ferme, une tornade se forme avant que Dorothy ne puisse se réfugier dans la cave. Pour se protéger, elle s'enferme dans sa chambre mais la maison est emportée par la tornade. Par la fenêtre, Dorothy voit Almira Gulch sur sa bicyclette se transformant en une sorcière chevauchant un balai. La maison finit par atterrir à Munchkinland, une contrée du pays d'Oz. Dorothy rencontre Glynda, la bonne sorcière et apprend qu'elle vient de tuer la Sorcière de l'Est. Dorothy fait ensuite la connaissance avec les Munchkins, les habitants de Munchkiland. Arrive alors la Méchante Sorcière de l'Ouest qui vient réclamer les chaussures magiques de sa sœur qui vient de mourir. Malheureusement pour elle, Dorothy en a déjà pris possession ; la sorcière jure alors vengeance contre elle et son chien Toto.
Glynda demande à Dorothy de partir demander l'aide du magicien d'Oz à la cité d'Émeraude. Pour ce faire, elle doit suivre la route de brique jaune. En chemin, elle rencontre successivement un épouvantail en manque de cerveau, qui pourtant fait preuve d'une grande astuce, un homme de fer-blanc en manque de cœur, qui pourtant fait preuve d'une grande gentillesse, et un lion en manque de courage. Les trois accompagnent Dorothy jusqu'à la cité d'Émeraude avec l'espoir que le magicien d'Oz palliera leur handicap respectif. Mais c'est sans compter sur la Méchante Sorcière de l'Ouest qui en veut à Dorothy...
Une fois sur place ils rencontrent le magicien d'Oz qui apparaît comme une tête flottante entourée de feu et de fumée. Il fait croire à ses invités qu'il pourra les aider s'ils prennent possession du balai de la Méchante Sorcière de l'Ouest.
Sur le trajet du château de la sorcière, Dorothy et ses amis sont attaqués par des singes volants envoyés par la sorcière. La jeune fille et son chien sont capturés et amenés à la Méchante Sorcière de l'Ouest qui lui demande les souliers. Dorothy accepte après la menace de mort envers Toto mais une force magique empêche la sorcière d'en prendre possession. Celle-ci explique alors à Dorothy qu'elle doit la tuer pour pouvoir les lui enlever. À ce moment-là, Toto profite du manque d'attention de la sorcière pour s'échapper. La sorcière enferme alors Dorothy pour réfléchir à la manière de la tuer sans abimer les chaussures. Pendant ce temps, Toto retrouve les amis de sa maîtresse et les mène au repère de la Méchante Sorcière de l'Ouest pour la libérer. Ils la retrouvent mais le groupe est pris au piège par les troupes de la sorcière. Une bagarre s'engage entre tous et Dorothy arrose la sorcière avec de l'eau, ce qui la fait fondre.
À leur retour à la cité d'Émeraude, Toto découvre le pot aux roses du magicien d'Oz. Ce n'est en fait qu'un simple homme sans pouvoir qui utilise des artifices pour paraître impressionnant. Le groupe d'amis est déçu de cette découverte mais le « magicien » tient finalement sa promesse. Il n'utilise pas de magie mais persuade chacun qu'il a déjà au fond de lui ce qu'il recherche depuis toujours.
Après cela le magicien raconte son histoire et comment il a atterri au pays d'Oz. Il promet ensuite à Dorothy de la ramener au Kansas ainsi que la maison, laissant la responsabilité de la cité d'Émeraude à l'épouvantail, à l'homme de fer et au lion. Le magicien, Dorothy et Toto embarquent dans la montgolfière de celui-ci mais le petit chien saute en dehors. Dorothy saute à son tour avec le magicien pour le récupérer, laissant partir le ballon. Dorothy semble résignée à rester pour toujours au pays d'Oz jusqu'à ce que Glinda ne lui montre la voie. Depuis le début, elle avait la capacité de rentrer chez elle mais il fallait qu'elle le découvre par elle-même.
Dorothy fait ses adieux pour de bon à ses amis et suit les instructions de la bonne fée. Elle se réveille alors dans sa chambre du Kansas entourée de sa famille. Elle leur raconte son voyage fantastique qui ne manque pas de les faire rire.
- Judy Garland (VF : Renée Simonot[8]) : Dorothy Gale
- Frank Morgan (VF : Jacques Berlioz[8]) : Le Magicien d'Oz / Professeur Marvel / Le cocher / Le portier de la cité d'Émeraude
- Ray Bolger (VF de 1946 : Maurice Nasil[9]) : Hunk / l'Épouvantail
- Bert Lahr : Zeke / le Lion peureux
- Jack Haley : Hickory / l'Homme de fer
- Billie Burke : Glinda
- Margaret Hamilton : Miss Gulch / Méchante Sorcière de l'Ouest / Méchante Sorcière de l'Est
- Charley Grapewin : Oncle Henry
- Clara Blandick : Tante Olympe (Tante Em en version originale)
La première tâche pour les deux producteurs est d'engager les acteurs. Le premier choix envisagé pour jouer « Dorothy » est la vedette du moment, Shirley Temple. Mais après une audition privée où LeRoy et Freed estiment que la jeune actrice n'est pas assez talentueuse pour le rôle[2] et le refus de la Twentieth Century Fox de la « prêter »[5], les producteurs jettent leur dévolu sur une actrice de 16 ans déjà sous contrat avec la MGM depuis trois ans, Judy Garland. Ils sont persuadés que le Magicien d'Oz lancera pour de bon sa carrière et qu'elle deviendra une star[2]. Le rôle de Dorothy lui est alors attribué en janvier 1938[7], bien qu'elle ait un peu de poids à perdre[2].
