築150年のピンクパレス・アパートへ引っ越してきたばかりのコラライン(声:ダコタ・ファニング)は不機嫌だった。周りには友達もいないし、ママ(テリー・ハッチャー)もパパも仕事に明け暮れて全然構ってくれない。外に出るとワイビーと名乗る口の悪い少年と、生意気な黒猫が後をつけてくる。仕方なく一人で新しい家を探検していたコララインは、彼女の背丈よりも小さなドアを見つける。だが、ドアを開けるとその先はレンガでふさがれていた……。真夜中、ふと目覚めたコララインが逃げるネズミを追いかけて行くと、例のドアの隙間に消えていった。ドアの先にはなぜかトンネルのような道があり、奥まで進むと同じような家の中に辿り着く。そこにはママもパパもいたが、二人とも目がボタンだった。