Как и в предыдущей игре, дизайн уровней, находящихся во Владениях Шляпника ({{lang-en|Hatter's Domain}}, первая глава), выполнен с сильным влиянием стиля «чайников и чашек», с присутствием часовых и других механизмов; многие из этих механизмов двигаются, некоторые являются препятствиями для главной героини. Дизайн и декорации театра, находящегося на одном из подводных уровней второй главы, вдохновлены театрами и опереттами XIX века. Во время создания замка Червонной Королевы, находящегося в области под названием «Страна Королевы» ({{lang-en|Queensland}}), разработчики черпали вдохновение из работ польского художника Здзислава Бексиньского, который в своих пейзажах смешивал архитектуру и органические материалы. Как и в предыдущей игре, дизайн замка, основанный на готической архитектуре, включает в себя элементы, сделанные из плоти.

Для создания Восточной рощи ({{lang-en|Oriental Grove}}) была выбрана соответствующая, восточная, тема. Дизайн этой области основан на элементах традиционной китайской, японской и других восточных культур. При разработке дизайна Востока между западными и китайскими художниками, работающими в команде, возникали противоречия: те образы, в которых западные дизайнеры видели нечто особенное, подходящее для воплощения глазами британки Алисы, китайцы считали обычным делом. Более того, западные дизайнеры хотели видеть в игре не чисто китайскую культуру, а смесь восточных культур (как её видел бы викторианец), что усложнило задачу.

При создании небольшой области «Больница» ({{lang-en|The Asylum}}) дизайнеры хотели, чтобы действие игры перемещалось между «реальным» видом больницы, виденным Алисой, и сюрреалистическим, который героиня представляет себе. Интерьер Больницы также был представлен в двух экземплярах. При создании этой области игры разработчики почерпнули вдохновение из изображений, созданных европейским художником Готфридом Хельнвайном. На дизайн Кукольного дома ({{lang-en|Dollhouse}}) и его обитателей повлияли работы Марка Райдена и других художников того же профиля, а также режиссёров-аниматоров братьев Квей. Также разработчики ссылались на дизайн викторианских кукольных домиков.

Адский поезд ({{lang-en|Infernal Train}}) появился в игре в первую очередь потому, что дизайнеры хотели заимствовать некоторые элементы из «Алисы в Зазеркалье», в числе которых оказался и поезд. Также на идею и концепцию Адского поезда повлияло Ничто из повести Михаэля Энде «Бесконечная история», которое по сюжету произведения постепенно уничтожает сказочную страну. Первый концепт поезда был создан Суном Гуолиэнгом на начальных этапах разработки и стал основой для проектирования игровой версии объекта. Манера появления поезда на экране (вихрь с красными молниями) вдохновлена фотографиями извержения вулкана близ исландского ледника Эйяфьядлайёкюдль 2010 года.

В новой игре Америкэн Макги хотел не только увидеть Страну чудес, но и исследовать мир вне сказки. Поскольку действие игры происходит в Лондоне второй половины XIX века, художники начали работать над дизайном этого города, стремясь показать его недружелюбие и мрачность в эту эпоху. На создание лондонского дизайна и игрового процесса дизайнеров отчасти вдохновили декорации Парижа из фильма «Парфюмер: История одного убийцы», а также дизайн и освещение в фильме «Оливер!». В творческих поисках разработчики также обращались к таким кинофильмам, как «Оливер Твист» режиссёра Романа Полански, «Человек-слон» Дэвида Линча и «Шерлок Холмс» Гая Ричи. Также они ссылались на реальные документы и вещи, отображающие архитектуру, моду и дизайн викторианского Лондона, и изучали карты пространства для работы над местностью. По словам Кена Вонга, в Alice: Madness Returns игроки могут найти много связей между дизайном Лондона и Страны чудес.