3 Idiots bercerita tentang tiga orang sahabat, yang sama-sama kuliah di Imperial College of Engineering. Merupakan salah satu perguruan tinggi Tehnik terbaik di India. Ketiganya yaitu Farhan Qureshi (R. Madhavan), Rastogi Raju (Sharman Joshi), dan Rancchoddas "Rancho" Shyamaldas Chanchad (Aamir Khan). Farhan dan Raju adalah mahasiswa dengan latar belakang sederhana sementara Rancho dari keluarga kaya. Farhan sebenarnya ingin sekali bercita-cita sebagai seorang fotografer satwa liar, namun keinginan itu harus kandas karena memenuhi keinginan ayahnya untuk masuk ke perguruan tinggi. Raju, agak dilematik di satu sisi dia meletakkan beban di pundaknya untuk mengangkat derajat keluarganya yang miskin. Sementara Rancho adalah si jenius yang kaya raya tujuannya belajar adalah untuk bersenang-senang, karena ia memang tidak mempunyai beban sama sekali.
Rancho, memiliki pandangan berbeda mengenai ilmu pengetahuan dan membuat mesin. Pandangannya begitu maju dan menentang pandangan kuno tentang membuat mesin. bahwa semuanya tidak hanya berdasarkan "teks book", seperti yang dia ajarkan di perguruan tinggi saat ini. Dan juga ia menentang salah satu pengajarnya Profesor Viru atau biasa di panggil "Virus"(Boman Irani), oleh mahasiswa yang lain. Hal ini di awali setelah ada salah seorang mahasiswa bernama Joy Lobo, gantung diri di kamar asramanya. Kemudian Rancho menentang Virus dan memberikan sebuah data banyaknya mahasiswa yang bunuh diri, di sebabkan oleh salahnya sistem pengajaran, yang hanya menitik beratkan dari nilai ujian bukan atas dasar kreatifitas diri mahasiswa yang terkait.
Maka mulailah perseteruan antara Rancho dan Virus. Virus memberi label kapada Rancho dan ke dua kawan baiknya itu sebagai "idiot". Ia juga mempengaruhi Farhan dan Raju untuk menjauhi Rancho. Sebaliknya siswa kesayangan Virus adalah Chatur Ramalingam atau "Peredam", (Omi Vaidya). yang melihat peringkat tertinggi berdasarkan nilai, sangat bergengsi dan merupakan tiket untuk nilai status yang lebih tinggi, ia memandang kekuasaan korporasi adalah kekayaan.
Chatur sesuai dengan harapan sistem. Rancho pun "mengerjai" Chatur, suatu saat Chatur mendapat kehormatan untuk berpidato di sebuah upacara penghargaan yang di hadiri oleh para petinggi perguruan tinggi tersebut termasuk virus. Rancho, Farhan dan Raju mengganti isi pidato tersebut dengan kata-kata kotor, yang sebelumnya telah di tulis oleh pustakawan. Nah, seperti yang harapkan ke tiganya, chatur tanpa berfikir dan curiga sepertinya ada yang tidak beres, dan terlebih kurangnya pengetahuan tentang bahasa. Pidato tersebut kontan menjadi bahan tertawaan penonton dan membuat "berang" Virus.
Rancho jatuh cinta kepada mahasiswi Jurusan Medis, Pia (Kareena Kapoor) putri dari si "diktator" Virus. Mereka bertemu di jamuaan pernikahan kakaknya Pia, mereka bertiga datang tidak di undang hanya ingin mendapatkan makanan gratis. Pia, agak anaeh dengan ke tiga orang itu dan manayakan kepada ayahnya Virus, siapa mereka. Setelah mendapati ketiganya adalah tamu terselubung, Virus bertindak yang sangat menyebalkan kepada ke tiga sahabat karib tersebut.
Ketegangan terjadi, saat mereka sedang mabuk berat. Ke tiganya masuk ke rumah Virus seperti maling. Rancho masuk ke kamar Pia untuk mengutarakan isi hatinya, setelah sebelumnya di panas-panasi oleh Farhan dan Raju. Namun Rancho salah yang di genggamnya adalah tangan kakak Pia yang sedang hamil. Yang sangat senang mendapati anak dalam kandungannya menandang, karena kata-kata yang di ucapkan Rancho. Sementara keadaan makin genting karena Virus mendapati ada yang tidak beres di rumahnya. Akhirnya mereka kabur karena takut ketahuan, sementara Raju menyampatkan untuk buang air kecil di pekarangan Virus, dan Viruspun melihat siapa yang menyusup ke rumahnya.
Ke esokannya, Virus memanggil Raju ke kantor. Mengancam akan mengeluarkan Raju dari kampus. Raju memohon agar jangan di keluarkan, permohonannya di manfaatkan oleh Virus. Ia bisa tetap kuliah namuan Rancho yanga kana di keluarkan. Di antara dua pilihan yang cukup sulit. Memilih dirinya sendiri atau menghkianati kawan baiknya itu? Raju lompat keluar dari jendela, kantor virus di lantai 3 itu. Membuatnya harus di rawat secara intensif dari Pia dan ke dua kawan baiknya. Pia menyaranka agar Raju di bangkitkan dengan motivasi yang bisa membuatnya bisa sembuh dari koma.
Setelah kejadian itu, membuat Farhan dan Raju mengadopsi pandangan Raju. Yaitu mengikuti apa yang di suarakan oleh hati. Farhan memutuskan untuk mengejar kecintaannya kepada fotografi. Menceritakan segalanya kepada ayahnya, apa yang ia impikan. Namun ayahnya menolak, kerena ia berpikiran dengan menjadi fotografer ia tidak bisa membeli rumah mewah dan melengkapi segala kebutuhannya. Namun Farhan bersi keras dan memberikan pengertian kepada ayahnya, yang terpenting kebahagianan dirinya. Ayahnya tetap menolak dan mengatakan, jika tidak maka kau akan bunuh diri seperti temannya itu Raju. Sambil menagis farhan menjawab, tidak, ia tidak akan bumuh diri seperti Raju. Kemudian ia bersimpah di depan ayahnya membuka dompetnya. Ada Foto ayah dan ibunya. Farhan berkata, Raju dan Rancho menasehati, jika ia bunuh diri apa yang terjadi pada senyum orang tua mu yang ada di foto ini. ayahnya pun tersadar dan merestui cita-cita anaknya tersebut, sambil memeluknya.
Dan Raju menghadiri wawancara untuk sebuah pekerjaan di perusahaan. Ia hadir dengan tubuh penuh plestar dan kursi roda. Raju dalan wawancara tersebut menjawab pertanyaan yang di ajukan dengan jawaban yang non-formal, jujur dan apa adanya. Walaupun sebenarnya tidak cocok ia bekerja di situ, jawaban tersebut sangat tidak di harapkan oleh perusahan, karena mereka butuh orang yang pandai berbohong dan merangkai kebongongan tersebut dengan cara indah. Namun karena ke apa adanya itu justru ia di terima bekerja, kerena ia jujur.
Namun, Virus tidak simpatik akan hal itu, ia akan "mengakalinya", dengan membuat soal ujian yang telah di atur sendiri agar Raju tidak dapat lulus ujian. Pia mendengar ide gila ayahnya dan menentangnya. Timbullah petentangan antara ke duanya. Virus mencela Pia dengan cara yang sama pada Racho, atas bunuh diri yang di lakukan Lobo. Dan Pia pun marah dan mengatakan sebuah kebenaran kepada Virus, bahwa kakaknya tidak tewas dalam kecelakan akan tetapi ia bunuh diri di depan kereta dan meninggalkan surat kepada Virus, yang selama ini di sembunyikan Pia. Isi surat tersebut adalah sebuah pernyataan Virus telah memaksanya mengejar karir di bidang tehnik. Padahal ia inigin sekai mengejar impiannya di bidang sastra.
Pia keluar dari rumah, mengambil kunci cadangan. Pia membocorkan hal ini pada Racho. Racho bertindak bersama Farhan. Menyusup masuk ke kantor Virus dan mencuri salinan soal ujian tersebut. Namun mereka lupa mematikan mesian fotokopi dan Virus mengetahuinya. Setelah itu berkas soal tersebut di serahkan kepada Raju, tapi yang terjadi adalah Raju, membuat kertas tersebut jauh-jauh dan mengatakan kepada keduanya. Hal ini tidak boleh di menangkan dengan cara curang.
Dan selanjutnya dapat di tebak, benar Virus bertindak. Memergoki mereka dan mengusir trio ini. Hal ini bertepatan dengan hamil tua anak Virus Mona (Mona Singh) dan sebentar lagi akan melahirkan. Saat itu hujan turun sengat deras dan menyebabkan banjir, sehingga tidak dapat mengantar Mona ke Rumah sakit. Sementara Pia sedang tidak di rumah, karena sedang beramasalah dengan ayahnya. Rachopun memerintahkan menghubungi Pia melalui VOIP, untuk membantu proses persalinan darurat.
Kepanikan terjadi, listrik tiba-tiba padam. Racho memutar otaknya dengan menyalakan listrik dengan menggunakan power baterai dari mobil Virus. Pia panik menyuruh Rancho menyiapkan sebuah penyedot untuk menarik bayi, dan mengirimkan bagaimana caranya melalui VOIP. Saat genting tersebut mereka semua tidak bisa menemukan alat seperti itu. Racho pun mengakalinya dengan membuat alat itu dari Vaccuum penyedot debu yang ia modifikasi.
Bayipun lahir, akan tetapi tidak bergerak sama sekali dan tidak menangis pula. Semuanya diam menjadi lengang. Kemudian Rancho mengendong bayi dan mengucapkan sebuah kata yang ia ucapkan pada saat ia merayu Pia di kamarnya. Bayi akhirnya menandang muka Rancho beberapa kali dan mulai menangis, kontan mereka semua bergembira dan terharu.
Dari kejadian ini, viru menyadari siapa dirinya selama ini "seorang diktator", dan mengatakan pada bayi "ia boleh jadi apa saja yang ia mau!," termasuk jadi pemain bola. Rancho harus bergegas karena ia sudah di usir, rachopun menghampirinya dan amembarikan sebuah pena, pemberian sebuah pena merupakan simbol seseorang Profesor kepada muridnya yang berprestasi dan cemerlang. Dan Viru mengakuinya bahwa murid itu adalah Rancho.
Setelah, acara wisuda dan kelulusan. Rancho kehilangan kontak dengan Raju dan Farhan. Selama dekade itu pula Chatur masih menyimpan dendam kepada Rancho, setelah kejadian di permalukannya dia oleh 3 idiot, saat pidato penghargaannya di depan umum. Chatur bergabung bersama Farhan dan Raju, memulai perjalanan untuk menemukan Rancho. Chatur telah menjadi pengusaha kaya dan sukses dengan tujuan akan memamerken keberhasilannya tersebut kepada Rancho.
Chatur juga ingin menunjukan kadar gengsinya yang begitu tinggi. Akan kerja sama dengan calon rekan bisnis yang memiliki banyak sekali paten bernama Phunsukh Wangru, merupakan orang yang sangat Chatur kagumi.
Akhirnya mereka menemukan rumah Rancho, bertepatan dengan hari meninggal ayahnya. Namun kaget bukan kepalang Raju dan Farhan menemukan Shyamaldas Chanchad (Rancho) adalah orang lain, bukan Rancho yang salam ini mereka kenal. Kemudian mereka mengancam pemilik rumah tersebut untuk membuang abu sisa pembakaran jasad ayahnya tersebut ke dalam kloset WC. Yang ternyata adalah wadah kosong, tanpa abu jasad. Salah mengambil wadah tempat abu yang asli. Namun sang pemilik rumah tersebut, hal itu dan akan memenuhi permintaan untuk mencaritakan mengenai Rancho yang asli.
Rancho, sebenarnya bukan keluarga sebenarnya. Suatu saat karena senang belajar di dapati ia di dalam kelas menggantikan menjadi bukan dirinya. Keluarga Rancho Jaaved Jaffrey, mengetahui hal ini kemudian Rancho membuat perjanjian untuk belajar, dengan mengunakan nama anaknya, yang kemudian izajahnya menjadi milik anaknya tersebut. Bukan milik Rancho. Rancho tidak peduli ia hanya ingin belajar, itulah sebabnya kenapa pada photo mahasiswa-mahasiswa di Imperial College of Engineering bukan photo Rancho melainkan foto orang lain yaitu orang yang sekarang menceritakan tentang Rancho teman Raju da Farhan. Ranho pun sekarang memulai hidup baru dengan menjadi guru di Ladakh
Keadaan semakin membingungkan, buat Raju dan Farhan. Setelah mengatahui cerita tersebut. Mereka meculik Pia yang saat itu hendak menikah dengan orang lain. Pia pun ikut serta dalam pencarian Rancho, yang menghilang tanpa jejak padahal ia sangat mencintai Rancho. Sesampainya di Ladakh, mereka mendapati sekelompok anak Ladakhi sangat antusias dan motivasi terhadap ilmu pengetahuan, sementara Chatur hanya mencela bahwa Rancho hanya menjadi seorang guru, bukan pebisnis terkenal. Sampai-sampai hal ini membuat Raju dan Farhan marah, kemudian memplester mulut Chatur dan meletakkannya di belakang Jok mobil.
Sementara, Pia berharap Rancho palsu akan kembali bisa menyalakan api cinta mereka yang selama ini terpendam. Setalah bertanya di mana Rancho palsu, akhirnya mereka mennmukannya sedang bermain dengan anak-anak. Rancho sangat terkejut melihat Pia dangang dengan mengunakan Skuter, alih-alih panas ia membuka helmnya berjalan mendekati Rancho. Seperti yang Rancho bayangkan dalam benaknya, bahwa wanita ini adalah jodohnya. Dan kemudian akan menciumnya. Sesampainya di dekat Rancho palsu, bukan ciuman yang ia dapat dari Pia, namun tamparan dan makian Rancho palsu dan kemana saja kau selama ini.
Setelah Pia mengetahui cerita dari Rancho palsu mengenai, perjanjiannya dengan keluarga tersebut, jika sudah selesai semua kegiatan belajarnya maka ia harus menghilangkan jejak, termasuk tidak boleh bertemu lagi dengan sahabat-sahabat yang berhubungan dengan dia di masa kuliah. Pia pun mengerti, kemudian menanyai Rancho palsu mengenai perasaannya?. Adakah wanita lain saat ini yang di cintainya?, Rancho menjawab ada!. Dengan raut muka yang sangat kecewa pia, bertanya kembali siapakah wanita tersebut?, Rancho palsu hanya tersenyum, dang mengatakan baha wanita twersebut adalah Pia. Pia mendadak sangat gembira sekali. Ia memeluk Rancho palsu dan menciumnya.
Tidak lama, Farhan dan Raju datang, memukuli Rancho palsu. Sampai akhirnya mereka berpelukan karena rindu. Raju dan Farhan kemudian bertanya tentang kebingungan mereka jadi siapa namamu sebenarnya?, Rancho menjawab!, Phunsukh Wangru. Pia terkejut dan berkata Wangru pemilik paten itu, yang sekarang tengah di kejar-kejar pengusaha dari jepang untuk bekerja sama.
Chatur datang terakhir, meledek Rancho yang sekarang tidak menjadi apa-apa dan sesukses dirinya. Bahkan ia menuduh Rancho mencuri Pulpen milik Viru, kemudian pergi seolah-olah ia adalah pemenangnya. Setelah agak jauh ia menelepon catur. Di dapati di call alert di hanpho chatur adalah Phunsukh Wangru, yang menelepon. Berbicara sangat sopan chatur cenderung mengemis. Kemudian Rancho Palsu alias Wangru, mengatakan kepada Chatur : "Bagaimana saya bisa menandatangani kesepakatan kita, jika pulpen saya anda ambil". chatur terkejut dan berbalik arah memohon maaf atas kekeliruannya. Sementara hanya di balas tawa oleh Wangru, Pia, Farhan dan Raj
) melaporkannya ke polisi atas dugaan kecurangan yang dilakukannya pada saat quiz. Bagaimana tidak curiga, Jamal hanyalah seorang chaiwalla (pengantar minuman) pada sebuah perusahaan penyedia jasa telekomunikasi, bagaimana mungkin dia bisa menjawab semua pertanyaan dengan benar? 
Pencarian kemudian diganti dengan keyword Salim K. Malik sehingga menghasilkan 15 baris query. Jamal mencoba menghubungi beberapa dari nama itu hingga kemudian dia berhasil terhubung kembali dengan kakaknya.
