Coraline, una ragazzina di undici anni, si trasferisce con la sua famiglia in una nuova casa del Regno Unito. I suoi genitori le vogliono molto bene, ma a causa del loro lavoro la trascurano molto e sembrano non tener conto delle sue passioni e dei suoi gusti; così lei esplora i dintorni della nuova casa, che è antica e ampia, e conosce i singolari personaggi che abitano negli altri appartamenti: ci sono Miss Spink e Miss Forcible, due attrici in pensione, e un vecchio pazzo di nome Mr Bobisky che dice di essere un domatore di topi. Coraline fa anche la conoscenza di un vecchio gatto nero che abita nell'ampio giardino attorno alla casa. Un giorno Coraline trova, nel salotto di casa sua, una porta che teoricamente dovrebbe essere murata e sbarrare l'accesso ad un altro appartamento; in realtà la bambina scopre che oltre quella porta c'è un buio corridoio che conduce ad una casa identica alla sua, abitata però da una persona identica a sua madre, ma che ha due bottoni cuciti al posto degli occhi. Questa donna, ribattezzata "Altra Madre", si rivela affettuosa e attenta a Coraline, e le dice di farsi adottare da lei, che la tratterà sempre bene e dolcemente. In cambio dovrà farsi cucire i bottoni al posto degli occhi. La ragazzina, anche se trova il nuovo mondo piuttosto interessante, si trova spaventata da questa richiesta e torna nella sua vera casa. Al ritorno nel suo mondo, Coraline scopre che i suoi veri genitori sono scomparsi, e comprende che sono stati rapiti dall'Altra Madre; per salvarli deve tornare nell'altro mondo e cercare il posto in cui sono nascosti. Tenuta prigioniera in uno specchio magico dall'Altra Madre, trova gli spettri di tre bambini, precedenti vittime dell'altra madre. Capisce quindi che l'Altra Madre è una "megera" (strega che si ciba di bambini) che ha creato il mondo distorcendo quello vero di Coraline, e che vuole la sua anima per cibarsene. Così Coraline le lancia una sfida: se riuscirà a trovare gli occhi dei tre bambini e i suoi genitori, l'Altra Madre la lascerà andare; in caso contrario si farà cucire i bottoni al posto degli occhi. Fatto questo patto Coraline, che non si fida molto dell'Altra Madre, le chiede di giurare, cosa che lei fa giurando sulla sua mano destra. Con l'aiuto del Gatto e di uno speciale amuleto che le hanno dato Miss Spink e Miss Forcible, Coraline ritrova ben presto i tre occhi, e capisce anche qual è il posto in cui l'Altra Madre tiene i suoi genitori; comprende però che, anche se ha vinto la sfida, questa non la lascerà mai andare. Con uno stratagemma quindi la ragazzina riesce a farsi aprire la porta dei due mondi dall'Altra Madre e a fuggire richiudendosela alle spalle. Dopo essere tornata nel suo vero mondo, tutto sembra tornato alla normalità, ma in un sogno i bambini spettri che lei ha liberato la mettono in guardia: l'Altra Madre la sta ancora cercando. Infatti dopo poco tempo Coraline scopre che la mano destra sulla quale l'Altra Madre aveva giurato, è arrivata nel suo mondo e cerca la chiave della porta dimensionale per poter continuare ad adescare i bambini. Coraline organizza una trappola e riesce a far precipitare anche l'ultimo pezzo dell'Altra Madre in un profondissimo pozzo, cancellando la sua minaccia. Risolta tutta la situazione, Coraline si avvia a riprendere la sua vecchia vita, sicura che da ora in poi niente potrà spaventarla.