Дороти вместе с дядей Генри отправляются в Австралию на пароходе, но во время путешествия их застигнет сильный шторм. Проснувшись, девочка не находит дядю Генри в своей каюте и предполагает, что он вышел на палубу, хотя на самом деле он спал под одеялом, и Дороти его не заметила. На палубе Дороти цепляется за прутья большого курятника, чтобы не упасть за борт, но сильный порыв ветра сбрасывает курятник с ней за борт. Крышка курятника отлетает, птицы тонут, а девочка, удерживаясь за прутья, плывёт на этом плоту в неизвестном направлении. После утихания шторма она устраивается в углу плота и засыпает.
Наутро Дороти обнаруживает, что на плоту с ней находится желтая курица, которая умеет разговаривать и зовется Билл. Девочка переименовывает её в Биллину, считая это имя более подходящим. Позже плот пристаёт к берегу, и Дороти вместе с Биллиной высаживаются на сушу. Они находят пещеру, в которой живёт механический человек Тик-Ток, приводимый в действие ключом, способный говорить и двигаться. Тик-Ток объясняет, что они прибыли в страну Эв, где когда-то король Эволдо в гневе продал свою жену и десятерых детей королю Гномов. Тот с помощью магии превратил их в безделушки для своего подземного дворца. Позже раскаявшийся Эволдо пытался вернуть семью, но король Гномов отказался, и тогда Эволдо покончил жизнь самоубийством, бросившись в море.
В королевском дворце теперь живёт племянница Эволдо — принцесса Лангвидер, которая не интересуется делами управления, а проводит время, меняя перед зеркалом одну из своих тридцати двух голов. Когда Дороти приходит во дворец, принцесса требует отдать ей собственную голову в обмен на одну из своих, но девочка отказывается. Разгневанная Лангвидер сажает Дороти в темницу, где она не проводит много времени. В это время принцесса Озма, правительница страны Оз, решает освободить королевскую семью Эв из подземного царства. Её сопровождают Страшила, Железный Дровосек, Трусливый Лев, Голодный Тигр и армия из двадцати шести офицеров с одним солдатом. Они освобождают Дороти и продолжают путь вместе.
Группа находит вход в подземное царство, но король Гномов отказывается освободить пленников, не боясь могущества Озмы, поскольку сам обладает магией и многочисленной хорошо вооружённой армией. Он предлагает сыграть в игру: каждый из участников должен угадать, во что были превращены королева Эв и её дети. Неудачники становятся безделушками во дворце, а следующий получает лишнюю попытку. Постепенно все участники, кроме Дороти, оказываются превращёнными. Девочке удаётся случайно угадать один раз, что возвращает к жизни маленького принца, но остальных это не спасает.
В этот момент Биллина подслушивает разговор короля с гномом-администратором и узнаёт, во что превращены пленники. Она настаивает на праве попробовать угадать, но король отказывается. Выясняется, что он боится яиц, а курица как раз снесла одно под троном. Король разрешает Биллине принять участие в игре, и Страшила прячет яйцо в карман. Желтая курица успешно возвращает к жизни всех безделушек, кроме Железного Дровосека.
Король Гномов не желает сдаваться и угрожает Озме и её друзьям, но Страшила бросает в него яйца Биллины. Воспользовавшись замешательством, компания отбирает у короля его Волшебный Пояс, лишая его силы. Несмотря на угрозы, король не в состоянии найти пропавшего Железного Дровосека, что подтверждает его потерю.
Счастливые и одновременно огорчённые, Озма и её спутники начинают возвращение. Король посылает за ними армию, но Волшебный Пояс превращает передний отряд в яйца, и враги отступают в панике. По дороге Биллина замечает, что маленький принц достал из кармана железный свисток, который оказался заколдованным Железным Дровосеком. Пояс восстанавливает ему первоначальный облик, и радость всех становится полной.
В стране Эв воцаряется новый король — старший принц Эвардо. Затем Озма с друзьями возвращаются в Изумрудный город, где Дороти с удовольствием гостит во дворце. В одной из комнат юной правительницы девочка обнаруживает волшебную картину, показывающую события в мире. Она просит показать дядю Генри в Австралии и, увидев его взволнованное лицо, просит Озму перенести её к нему. Волшебный Пояс оказывается полезным и в этом деле. Дядя Генри рад видеть Дороти живой. Перед расставанием Озма и Дороти договариваются, что по субботам принцесса будет вызывать изображение Дороти на картине, и если девочка подаст сигнал, то сразу окажется в стране Оз.
