En Monstruópolis, los monstruos viven ajenos al mundo de los humanos. Excepto en Monsters Inc., una empresa dedicada a asustar a los niños para obtener energía a partir de sus gritos. Sin embargo, es una tarea difícil, ya que cualquier objeto que haya mantenido contacto con un niño es potencialmente tóxico para los monstruos. Por ello, deben ser extremadamente cuidadosos cada vez que viajan al mundo de los humanos, utilizando una puerta de un armario, para no llevar a Monstruópolis nada procedente del mundo humano. James P. Sullivan, un monstruo de pelo azul de más de 2m, posee el récord como Asustador de Niños. Michael Wazowski, un monstruo verde de un solo ojo, es su Ayudante Asustador y su mejor amigo. Randall Boggs, un monstruo morado, con forma de lagartija y cualidades camaleónicas, es el mayor rival de Sulley y por otra parte su enemigo.
Una noche, Sulley descubre que se han dejado una puerta sin guardar, y al abrirla para comprobarla, una niña entra en el mundo de los monstruos. Boo, como llaman Sulley y Mike a la niña puede causar una gran histeria si es descubierta, por lo que los dos amigos deciden buscar de nuevo la puerta para devolverla a su hogar, e intentan que pase desapercibida.
Mientras Sulley busca la puerta de Boo, descubre que Randall Boggs estaba haciendo trampas para poder ganarle en el ranking y que además el jefe de la empresa también está compinchado con él. Estas trampas consistían en una máquina aspiradora de gritos para almacenarlos. Consiguen salvar a la niña de la máquina y se van Sulley y Mike a la central de todas las puertas donde empiezan una batalla con Randall Boggs mientras intentan buscar la puerta correspondiente.
Al final consiguen meter a Randall en una puerta desconocida que después destruyen y aparece Randall en un remolque donde lo confunden con un caiman. Le hacen un reconocimiento a Sulley por desenmascararlo y le dan la puerta de Boo para que la pueda devolver a su hogar con la condición de que después la puerta será destruida y no podrá volver a verla nunca más. Pero Mike, consigue unir todas las astillas que salieron de la puerta después de destruirla, y la hace funcionar como regalo para Sulley.
