Bob Razowski est un monstre comme les autres dans la ville de Monstropolis. Dès son plus jeune âge, Bob est un enfant à part, isolé des autres qui vit dans son petit monde sans vraiment se rendre compte de ce qui se passe autour de lui. Un jour, lors d'une sortie scolaire, le petit Bob va visiter la célèbre Monsters Inc et rencontre les terreurs d'élite. Il se faufile dans une chambre d'enfant pendant la mission d'un agent, alors que c'est interdit et parvient à ne pas se faire remarquer. La terreur, visiblement impressioné, offre à Bob sa casquette ce qui marquera à jamais le petit garçon.
Bien des années plus tard, Bob à tout fait pour rentrer  dans la prestigieuse université des Monstres afin de suivre les cours pour devenir à son tour une terreur. Sa petite taille et son visage angélique de petit oeil lui vale bien des moqueries mais Bob s'en fiche, prêt à tout pour réussir quitte à passer toutes ses soirées à réviser pour devenir le meilleur. Il fait la connaissance de son colocataire, un certain Randall Boggs qui deviendra son meilleur ami durant ces premiers mois à l'université. Bien vite, Bob est mis à l'écart, en particulier par un certain Sullivan dont le comportement l'insupporte. Un fainéant qui croit que son nom seul suffira à faire de lui une terreur. Par des circonstances dramatiques lors d'une examen, Bob et Sullivan se voient obligés d'être racalés. En échange d'une réinsertion dans le cursus, Bob promet de remporter un jeux organisé par l'université qui départagent les meilleures équipes dans des épreuves très difficiles. Sully, au départ chez les Oméga, se voit obligé de finir dans l'équipe de Bob au risque de devoir quitter l'université et se voit voler sa place de leader par Randall, autrefois timide et transparent qui a su reprendre confiance en lui grâce aux conseils de Bob. Très vite, Bob et Sully se voient obligés de coabiter avec leurs nouveaux accolytes, les loosers de l'université. Mais bien vite, ils démontrent un grand potentiel et finissent en final. Sully, pour ne pas décevoir Bob dont il doute de ces capacités de terreur, triche permettant ainsi à son équipe de l'emporter. Bob ne supporte pas de se savoir trahi et d'avoir gagné de cette manière. Il quitte l'université avec Sully, devenu entre temps son meilleur ami.
Ensemble, ils se font engagés comme postier chez Monsters Inc et démarrent du bas de l'échelle pour gravir les marches. 4 ans plus tard et sans diplôme, ils arrivent enfin au poste de terreur d'élite pour Sully et de son assistant terreur pour Bob. Ils sont enfin devenus, à force de travail, se dont ils avaient toujours rêvés. Durant ces années-là, Bob a fait la connaissance de Célia, la réceptionniste et hotesse d'accueil dont il est tombé amoureux.
Bob et Sully vivent des jours paisibles en colocation quand un jour,après des années d'exercice, Sully ramène malencontreusement une humaine, jugée toxique par les monstres, dans leur monde. Sully se prend d'affection pour cet enfant et enrole de force Bob pour l'aider à ramener la fillette chez elle. Bob finit aussi par s'y attacher, aidant son ami contre vent et marée au point de se voir bannir au fin fond de l'Himalaya, pour y retrouver une ancienne connaissance , le Yéti banni lui aussi des années auparavant. La tension monte entre les deux amis et Bob reproche à Sully que son attachement à la petite Boo entrave leur amitié et la fait passer avant lui. En étant ici, il ne pense pas à lui qui ne pourra plus jamais revoir Célia, la femme de sa vie. Sully s'en va dans la neige, cherchant une porte pour regagner Monstropolis et Bob bien qu'en voulant terriblement à Sully finit par se reprendre et cherche lui aussi à rentrer. A son retour, il se voit capturer par Randall qui souhaite aspirer l'essence vitale des enfants avec l'aide du patron de l'entreprise Waternoose, au courant de toute l'affaire. Les cris des enfants ne suffisent plus à faire tourner l'entreprise, le seul moyen de tenir est d'aspirer la moindre essence de peur chez les enfants. Randall, déçu de ne pas avoir récupérer Boo, veut se venger en utilisant son engin diabolique sur Bob mais Sully et Boo le sauve à temps, faisant de l'accolyte de Randall la victime de la machine infernale. Bob et Sully, après une lutte acharnée contre Randall, le banisse dans une porte qu'ils condamnent et Waternoose se voit renvoyé et arrêté par Germaine, la vieille responsable administrative qui s'en prenait souvent à Bob qui n'était en fait rien de moins que la chef d'une agence secrète visant à démanteler toute cette affaire autour des projets de kidnapping et de meurtres d'enfants. Boo est reconduite chez elle ce qui brise le coeur de Sully, car la porte est détruite par l'agence gouvernementale. Bob et Sully continuent à vivre, Bob essayant dans le plus grand secret de reconstruire la porte. C'est une nuit, alors qu'il s'endort paisiblement au côté de Célia qu'il se réveille dans un lieu inconnu et dans la peau d'un humain.