Burton incorporó al proyecto a sus frecuentes colaboradores Johnny Depp y Danny Elfman.

Esta película es la primera desde The Nightmare Before Christmas (1993) en la que Elfman escribió e interpretó canciones para la banda sonora.

A pesar del gran éxito que tenía en su momento el Sr. Wonka con su fábrica, los otros fabricantes de dulces comenzaban a estar celosos de las creaciones del Sr. Wonka y comenzaron a infiltrar espías dentro la fábrica, para así robar sus recetas secretas y de esta forma plagiar las creaciones del Sr. Wonka.

Dichos robos de recetas llegaron a tal grado que un día y sin previo aviso el Sr. Wonka tomó la decisión de cerrar la fábrica para siempre y despedir a todos sus empleados.

[3]​ Un día, el Sr. Wonka anuncia que los cinco niños que encuentren cinco boletos dorados ocultos al azar en tabletas de chocolate Wonka podrán visitar la fábrica y solo uno de ellos ganará un gran premio especial.

El recorrido muestra cómo el fantástico e increíble lugar es operado por unos seres llamados Oompa-Loompas (Deep Roy y voz de Danny Elfman), procedentes de un lugar selvático llamado Loompalandia.

Por otro lado, Charlie descubre que Wonka en su niñez (Blair Dunlop) tuvo una infancia bastante difícil junto a su padre, el Dr. Wilbur Wonka (Christopher Lee), un reconocido dentista que le prohibió comer dulces y lo hizo usar un aparato dental de gran tamaño.

[5]​[6]​ Scott Frank fue contratado como guionista en febrero de 1999, tras solicitar el trabajo a la Warner.

Lurie dijo que adaptaría el libro original e ignoraría la película de 1971.

Burton dijo: "La versión de Scott Frank era la mejor, probablemente la más clara y la más interesante, pero la abandonaron"-[16]​ Liccy Dahl comentó que Burton era el primer y único director con el que los herederos de Dahl estaban satisfechos.

Liccy Dahl recuerda cómo Burton entró en el cobertizo donde su padre escribía y dijo: "¡Esta es la casa de los Bucket!

Los manuscritos incluían a un niño llamado Herpes, como la enfermedad sexual del mismo nombre.

Depp se unió al proyecto en agosto del mismo año, en su cuarta colaboración con el director.

[1]​ El elemento de una relación padre-hijo rota ya había aparecido en Big Fish, también dirigida por Burton y escrita por August.

La Warner quería que Charlie fuera una especie de niño prodigio, pero Burton se resistió a ello.

consideró para el papel de Willy Wonka a Bill Murray, Christopher Walken, Steve Martin, Robin Williams, Nicolas Cage, Jim Carrey, Michael Keaton, Robert De Niro, Brad Pitt, Will Smith, Mike Myers, Ben Stiller, Leslie Nielsen, John Cleese, Eric Idle, Michael Palin, Patrick Stewart , Rowan Atkinson y Adam Sandler.

[23]​[29]​ La productora de Pitt, Plan B Entertainment, se mantuvo en el proyecto, financiando la película junto a la Warner.

[5]​ Casualmente, Cleese, Idle y Palin, antiguos componentes del grupo cómico Monty Python, también expresaron interés (junto con los otros tres miembros del grupo, Graham Chapman, Terry Gilliam y Terry Jones) en interpretar a Wonka en la película de 1971.

[32]​ Burton recordó de su infancia que esos personajes eran extraños pero dejaron impresiones duraderas.

[1]​ Los cástines de Charlie Bucket, Violet Beauregarde, Veruca Salt y Mike Teavee se realizaron en Estados Unidos y en el Reino Unido, mientras que el de Augustus Gloop se realizó en Alemania.

[4]​ Highmore ya había leído el libro, pero decidió leerlo una vez más antes de presentarse a la prueba.

[21]​ Se rumoreó que Gregory Peck fue considerado para interpretar al abuelo Joe.

[36]​ Otros actores considerados para el papel fueron Richard Attenborough, Kirk Douglas, Albert Finney, Anthony Hopkins, Paul Newman, Max von Sydow, David Warner, Christopher Lloyd y Peter Ustinov.

Como el libro, la película tiene una ambientación "intemporal" y no está situada en ningún país específico.

[16]​ Tim Burton evitó utilizar demasiados efectos digitales porque quería que los jóvenes actores se sintieran como si estuvieran trabajando en un entorno realista.

Deep Roy fue contratado para interpretar a los Oompa-Loompas por sus anteriores colaboraciones con Burton en El planeta de los simios y Big Fish.

[42]​ Elfman escribió e interpretó cinco canciones, con cambios de tono y modulación para representar distintos cantantes.

Según una sugerencia de Burton, cada canción está diseñada para reflejar un arquetipo diferente.

[52]​ Por otro lado, Metacritic calculó una puntuación media de 72 sobre 100, basada en 40 críticas que indicaban "opiniones generalmente favorables".

[64]​ Elfman y el guionista John August fueron nominados a un Grammy por Wonka's Welcome Song.