Mike Wazowski siempre ha soñado con ser un asustador. Gracias a sus buenos estudios, es admitido en Monsters University. El primer día de clase, Hardscrabble, la decana de la facultad de sustos, les informa que al final del semestre habrá un examen final y los que no lo aprueben estarán fuera del Programa de Sustos.
Por la noche, Mike trata de estudiar, pero James P. Sullivan, un compañero de clase, se esconde en su habitación, ya que ha robado a Archie, la mascota de la universidad rival. Archie se escapa y Mike y Sulley lo persiguen por todo el campus y lo atrapan, pero al final el mérito se lo lleva Sulley, que es admitido por los Roar Omega Roar, la fraternidad más popular de la universidad. Mike trata de unirse a ellos, pero tiene una discusión con Sulley que provoca una rivalidad entre ellos.
El día del examen final, Mike y Sulley tienen una pelea en la que destrozan una de las posesiones más preciadas de Hardscrabble, provocando que ambos sean expulsados del Programa de Sustos y que Sulley sea rechazado por los Roar Omega Roar. Con la intención de demostrar de que es un buen asustador, Mike trata de participar en una serie de pruebas conocidas como las Sustolimpiadas, cuyos ganadores serán los monstruos más aterradores de la universidad. Para unirse necesita pertenecer a un grupo y Mike solo es aceptado por los Oozma Kappa, un grupo de monstruos que no saben asustar. Lamentablemente, los Oozma Kappa necesitan un miembro más, por lo que Mike acepta a regañadientes a Sulley. Hardscrabble le promete a Mike que si los Oozma Kappa ganan el equipo entero estará en el Programa de Sustos.
Sulley no cree que los Oozma Kappa ganen, pero Mike trata de entrenarlos. Mike, Sulley y los demás pasan las primeras pruebas y son invitados a una fiesta en casa de los Roar Omega Roar, que les gastan una broma y les humillan delante de toda la universidad. El grupo hace una excursión a Monsters Inc., en la que descubren que todo los asustadores son completamente diferentes y que cada uno utiliza sus virtudes para asustar. Animados, los Oozma Kappa pasan la penúltima prueba quedando finalistas junto con los Roar Omega Roar. En la última prueba (un simulador de sustos) los Oozma Kappa tienen un desempeño sorprendente, incluyendo a Sulley que suelta un rugido tan fuerte que humilla a Boggs; al final Mike da su más intenso susto, que no fue suficiente, pero aun así ganaron ya que Sulley saboteó el simulador poniéndolo en "Dificultad Principiante". Cuando Mike se entera de que Sulley hizo trampas porque no creía en el, se infiltra en el laboratorio de puertas y viaja a un campamento humano y trata de asustar a un niño que en vez de asustarse lo considera adorable.
Sulley viaja al mundo humano para salvar a Mike. Después de reconciliarse, los dos tratan de volver a la universidad, pero Hardscrabble ha desconectado la puerta, provocando que Mike y Sulley queden atrapados en el mundo humano. Sin embargo, Mike planea una excelente estrategia para intimidar a los guardabosques y Sulley finalmente les da el mayor susto que se haya visto, generando la suficiente energía como para activar la puerta y volver. Por arreglar las Sustolimpiadas y por colarse en el laboratorio de puertas, Mike y Sulley son expulsados de University, pero Hardscrabble, impresionada por lo que hicieron les desea suerte.
Con una meta en mente, Mike y Sulley continúan persiguiendo su sueño de trabajar en Monters Inc. Con mucho esfuerzo logran escalar posiciones en la empresa, destacándose por ser los mejores en cada actividad. Comienzan siendo mensajeros, luego conserjes, luego trabajando en la cafetería de la empresa, hasta tener la oportunidad de probarse como asustadores hasta que finalmente logran su sueño de ser asustadores de la empresa y ser parte del mejor equipo de asustadores de Monters Inc.
En el transurso de la película se pueden descubrir varios mensajes: que las malas acciones tienen consecuencias, que cada cual tiene sus propias virtudes, sólo hay que saber reconocerlas, y el mensaje más importante de todos es que cuando se tiene un sueño, nunca es imposible lograrlo si se pone esfuerzo y dedicación.