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?