Coraline Jones ja hänen rakastavat vanhempansa muuttavat vanhaan taloon, joka on jaettu asunnoiksi. Muita vuokralaisia ovat neiti Spink ja neiti Forcible, kaksi lavalta eläkkeelle jäänyttä vanhusta sekä Mr. Bobo, jota aluksi kutsuttiin ”yläkerran hulluksi vanhukseksi”, joka väittää kouluttavansa hiirisirkusta. Coralinen viereinen asunto on tyhjillään,ja heitä yhdistävä pieni ovi paljastuu avattaessa muuratuksi.

Coraline lähtee tapaamaan uusia naapureitaan. Mr. Bobo välittää hänelle viestin hänen hiiret: ”älä mene ovesta.”Coraline juo teetä myös neiti Spinkin ja neiti Forciblen kanssa, ja neiti Spink vakoilee vaaraa Coralinen tulevaisuudesta luettuaan teelehtensä.

varoituksista huolimatta Coraline päättää avata oven päästyään yksin kotiin. Tällä kertaa hän huomaa, että oven takana oleva tiiliseinä on poissa. Sen tilalla on pitkä eteinen, joka johtaa asunto identtinen omansa, paitsi asuu ”toinen äiti” ja ”toinen isä”, joilla on mustat napit silmille. Toinen äiti on huomattavasti pidempi ja hoikempi kuin oikea äitinsä. Hänen mustat hiuksensa näyttävät liikkuvan itsestään, iho on paperinvalkoinen ja kynnet pitkät ja punaiset. Coralinen mielestä ”toinen maailma” on kiinnostavampi kuin hänen omansa; toinen äiti kokkaa ruokaa, josta hän itse asiassa nauttii, molemmat hänen toiset vanhempansa kiinnittävät häneen enemmän huomiota, hänen lelulaatikko on täynnä animoituja leluja, jotka voivat liikkua ja lentää, toinen neiti Spink ja neiti Forcible suorittavat loppumattoman teon asunnossaan ja toinen Mr. Bobo suorittaa hiirisirkuksen. Hän jopa huomaa, että villiintynyt musta kissa, joka vaeltaa ympäri taloa oikeassa maailmassa voi puhua. Kissa identifioi itsensä samaksi kissaksi, joka elää oikeassa maailmassa ja jolla on kyky kulkea kahden maailman välisten aukkojen läpi. Vaikka se on tarkoituksellisesti töykeä ja hyödytöntä suurimmalle osalle keskustelusta, se ylistää häntä lyhyesti siitä, että hän toi ”suojan”, sitten katoaa.

Coralinen palattua asuntonsa kopioon toinen äiti tarjoaa Coralinelle mahdollisuutta jäädä toiseen maailmaan ikuisiksi ajoiksi, mutta tehdäkseen niin Coralinen on annettava ommella napit silmiinsä. Coraline kauhistuu ja palaa ovesta kotiinsa. Palattuaan asunnolleen Coraline huomaa, että hänen oikeat vanhempansa ovat kateissa. He eivät palaa seuraavana päivänä, ja musta kissa herättää hänet ja vie hänet eteisessään olevaan peiliin, jonka kautta hän voi nähdä loukkuun jääneet vanhempansa. He viestittävät hänelle kirjoittamalla lasiin ”auta meitä”, josta Coraline päättelee toisen äidin siepanneen heidät. Hän soittaa ensin poliisille, mutta he eivät usko häntä. Niinpä Coraline, vaikka pelkääkin paluuta, palaa toiseen maailmaan kohtaamaan toisen äidin ja pelastamaan vanhempansa. Puutarhassa kissa saa Coralinen haastamaan toisen äidin, sillä ” hänen lajinsa rakastaa pelejä ja haasteita.”Toinen äiti yrittää suostutella Coralinen jäämään, mutta Coraline kieltäytyy ja hänet lukitaan pieneen tilaan peilin taakse rangaistukseksi.

pienessä pimeässä kaappitilassa hän tapaa kolme haamulasta. Kumpikin oli aiemmin antanut toisen äitinsä, jota he arkaaisesti kutsuvat ”beldamiksi”, ommella nappeja silmiensä päälle. He kertovat Coralinelle, kuinka toinen äiti lopulta kyllästyi heihin, jättäen heidät kuolemaan ja heittäen heidät syrjään, mutta he jäävät sinne ansaan, koska hän on säilyttänyt heidän sielunsa. Jos heidän sielunsa voidaan pelastaa toiselta äidiltä, aaveet voivat siirtyä eteenpäin. Haamulapset rukoilevat Coralinea pakenemaan ja välttämään kohtaloaan.

toisen äidin vapautettua Coralinen peilistä, Coraline ehdottaa peliä: jos hän löytää kummituslasten sielut ja vanhempansa, niin hän, hänen vanhempansa ja haamulapset voivat lähteä vapaiksi. Jos hän häviää, Coraline antaa toisen äidin ommella napit silmiinsä ja hänestä tulee hänelle rakastava tytär. Toinen äiti suostuu ja vannoo äitinsä haudan nimeen. Coraline vaatii toista äitiä vannomaan jotain muuta ja hän vannoo oikean kätensä nimeen.

Coraline etsii toisen maailman läpi ja voittaa toisen äidin esteet käyttämällä älyään ja neiti Spinkin onnenkiveä (kissan mainitsemaa suojaa) löytääkseen kummituslasten marmorimaiset sielut. Hän myös päättelee, että hänen vanhempansa ovat vangittuina lumipyryssä takanreunuksella. Haamulapset varoittavat häntä, että vaikka Coraline voittaisi, toinen äiti ei päästä häntä menemään, joten Coraline huijaa toista äitiä ilmoittamalla, että hän tietää, missä hänen vanhempansa ovat piilossa: maailmojen välisessä käytävässä. Toinen äiti ei voi olla vahingoniloa vastaan avaamalla oven näyttääkseen Coralinelle, että hänen vanhempansa eivät ole siellä. Kun toinen äiti avaa oven, Coraline heittää kissan toista äitiä kohti, nappaa lumipallon ja pakenee oikeaan maailmaan avaimen kanssa, ja kissa seuraa nopeasti perässä. Paetessaan Coraline pakottaa oven kiinni toisen äidin kädestä. Kotonaan Coraline nukahtaa tuolille. Hänet herättävät hänen vanhempansa, joilla ei ole muistikuvia tapahtumista.

samana iltana Coraline näkee unen, jossa hän tapaa kolme lasta piknikillä. Lapset ovat pukeutuneet eri aikakausien vaatteisiin ja toisella näyttää olevan Siivet. He varoittavat häntä siitä, että hänen tehtävänsä ei ole vieläkään tehty: toinen äiti yrittää saada hänet takaisin ja yrittää saada avaimen avaamaan oven maailmojen välillä. Coraline menee metsään vanhaan kaivoon hävittämään avaimen. Hän teeskentelee pitävänsä piknikin, ja piknik-peitto on aseteltu kaivon sisäänkäynnin päälle. Toisen äidin katkaistu käsi yrittää tarttua avaimeen, mutta astuu viltin päälle ja putoaa kaivoon. Coraline palaa taloon tervehtimään naapureitaan (jotka vihdoin saavat nimensä oikein) ja valmistautuu seuraavana päivänä kouluun.