Pinokio, pajacyk wystrugany z pnia drzewa przez Gepetto, marzy, by stać się prawdziwym chłopcem. Próbuje zatem udowodnić, że, podobnie jak inni chłopcy, potrafi rozrabiać. Za każde kłamstwo spotyka go kara - wydłuża mu się nos. Mały urwis ucieka od swego opiekuna. Stary Gepetto rozpacza po stracie Pinokia, który był dla niego jak prawdziwy syn. Tymczasem pajacyk używa swobody, całkowicie lekceważąc zasady wpojone mu w domu. Minie sporo czasu, zanim zrozumie swój błąd i wróci do przybranego ojca. Czeka go tu wspaniała nagroda.

Dawno, dawno temu żył sobie samotny lalkarz Geppetto (Martin Landau). Człekopodobne figurki, które wycinał z drzewa, zastępowały mu rodzinę. Geppetto miał swoją ukochaną dziewczynę, Leonę (Genevieve Bujold). Pewnego dnia, kiedy byli jeszcze młodzi, oboje wyryli serce oraz swoje imiona w korze starej sosny rosnącej w Hidden Valley, ale Geppetto nie zdobył się na to, by wyznać Leonie miłość, skutkiem czego poślubiła ona jego brata. Po latach ten właśnie fragment starego sosnowego pnia znalazł się w taczce Geppetta, gdy zbierał on w Hidden Valley drewno na swoje marionetki. Lalkarz wyrzeźbił z niego wspaniałą figurkę chłopca. Ochrzcił ją Pinokio. Ku jego zaskoczeniu, figurka ożyła - zaczęła mówić (głos w oryginalnej wersji dźwiękowej: Jonathan Taylor Thomas, w polskiej: Piotr Uszyński) i chodzić. Tak "utalentowany" pajacyk nie mógł umknąć uwadze Lorenziniego (Udo Kier), cynicznego showmana i właściciela lunaparku Terra Magica. Lorenzini, któremu asystują dwie inne obłudne postaci - kotka i lis w ludzkich wcieleniach: Felinet (Bebe Neuwirth) i Volpe (Rob Schneider) - wietrzy w Pinokiu żyłę złota. Chce go odkupić od Geppetta, ale lalkarz odmawia, uważa bowiem Pinokia za własnego syna.

Drewniany pajacyk zapragnął tymczasem stać się prawdziwym człowiekiem i mieć te same przeżycia, przygody i doświadczenia, które są udziałem innych chłopców. Dlatego wraz ze swoim pierwszym prawdziwym przyjacielem, Lampwickiem (Corey Carrier), zaczął chodzić do szkoły, ale gdy kłamliwie odpowiedział na pytania nauczyciela, spostrzegł z przerażeniem, że jego nos bardzo się wydłużył. Tym nosem Pinokio niechcący zdemolował klasę szkolną, za co został wydalony ze szkoły. Wyrządził również szkody w piekarni, w której zaspakajał swój apetyt na ciastka z kremem. Musiał uciekać przed piekarzem (Marcello Magni), jego rozzłoszczoną żoną (Dawn French) i policją.

Tej nocy odwiedził Pinokia rezolutny i wesoły świerszcz Pepe (postać animowana komputerowo; głos w oryginalnej wersji dźwiękowej: David Doyle, w polskiej: Tadeusz Borowski). Pepe nazywa siebie sumieniem Pinokia, usiłuje wpoić mu różnice między dobrem a złem. Niestety, ta lekcja przyszła zbyt późno. Za incydent w piekarni Pinokio został zamknięty w areszcie, do którego trafił również Geppetto jako sprawca całego nieszczęścia. Lalkarza nie było stać na pokrycie szkód wyrządzonych przez pajacyka. Wtedy zjawił się Lorenzini i zaproponował, że zapłaci grzywnę, a Geppetto odda mu w zamian Pinokia. Lalkarz nie miał wyboru...

Pinokio stał się gwiazdą lalkowego teatru Lorenziniego. Początkowo był wniebowzięty, ale z czasem zorientował się, że Lorenzini w co się zowie ognistym finale swego wielkiego operowego spektaklu zamierza spalić wszystkie kukiełki Geppetta. Wyratował je z płomieni, które strawiły teatr, a sam skrył się w lesie. Lorenzini rozkazał swoim wspólnikom, Felinet i Volpe'mu, wyśledzić pajacyka. Udało im się tego dokonać, co więcej - przekonali Pinokia, żeby zakopał pieniądze zarobione w teatrze, by kiedyś mogło wyrosnąć z nich złoto. Gdy po pewnym czasie chłopiec obudził się ze snu, spostrzegł, że nie ma śladu ani po wspólnikach Lorenziniego, ani po pieniądzach. Okradziony i zdradzony, udał się w towarzystwie Lampwicka i innych szkolnych kolegów do niezwykłego lunaparku Terra Magica. Tutaj Lorenzini zmieniał niegrzecznych chłopców w osły, które następnie sprzedawał z zyskiem dla siebie. Po przybyciu Pinokia i jego kompanów sam zmienił się w wieloryba. Bestia połknęła Geppetta, który przybył łodzią, chcąc odnaleźć swego pajacyka. Pinokio pospieszył swemu "ojcu" na ratunek. W brzuchu bestii obaj stoczyli z nią zażarty bój. Pajacyk rozmyślnie posłużył się w tej walce kłamstwem, mówiąc, że nienawidzi lalkarza, że nigdy nie chciał być jego "synem". Nos Pinokia znów się wydłużył, aż w końcu przebił ciało wieloryba. Zwycięski drewniany pajacyk zamienił się w prawdziwego chłopca, Geppetto znów połączył się z ukochaną Leoną.

Młody lalkarz Geppetto po tym, jak miłość jego życia zaręcza się z jego bratem, postanawia wyryć w lesie na jednym z drzew serce wraz z inicjałami, aby uwiecznić swoje uczucia. Nie wie, że wybrane drzewo ma niezwykle właściwości. Geppetto (Martin Landau) jest już starszym człowiekiem i zbiera w tym samym lesie drewno do swojego warsztatu. Magiczne drzewo nagle łamie się, zaś kłoda z wyrytym dawniej symbolem wpada pod koła jego wozu. Mężczyzna uznaje to za znak i wystruguje z niej marionetkę, której nadaje imię Pinokio. Niespodziewanie lalka ożywa i staje się niebawem obiektem pożądania chciwych ludzi. Pinokio ucieka z domu i nie mając pojęcia o tym, co jest dobre, a co złe, powoduje wiele szkód w miasteczku. Wraz z Geppettem zostaje postawiony przed sądem. Sędzia w ramach kary daje starcowi wybór: Geppetto zapłaci ogromną grzywnę lub zostanie skazany na więzienie. Z pozorną pomocą przychodzi mu znany w okolicy właściciel teatru lalek, Lorenzini (Udo Kier), który oferuje zapłacenie wskazanej sumy w zamian za Pinokia. Licząc, ze zapewni w ten sposób kukiełce szczęśliwsze życie, Geppetto godzi się na to. Wkrótce drewniany chłopiec przekonuje się jednak o nieszczerości swojego nowego opiekuna i ucieka, by odnaleźć ukochanego Geppetta. Czy po wielu perypetiach, które będzie musiał jeszcze przeżyć, marzenie Pinokia o byciu prawdziwym chłopcem wreszcie się spełni?