Acte I : Une dispute éclate entre Sganarelle et Martine, querelle qui se termine par une bastonnade appliquée par le mari à la femme. L'arrivée de M. Robert, un voisin venu réconcilier les époux, met un terme à la dispute, Sganarelle et Martine se retournant contre lui. Celle-ci promet toutefois de se venger, tandis que son mari part chercher du bois. L'occasion lui en est donnée par l'arrivée de Valère et de Lucas, les valets de Géronte, à la recherche d'un médecin pour la fille de leur maitre. Martine leur désigne Sganarelle, expliquant que ce dernier est un médecin hors du commun, mais excentrique : il refuse en effet d'avouer ses talents en matière de médecine à moins de recevoir des coups de bâtons.
Lorsque Sganarelle revient, les deux valets lui ayant demandé s'il était bien médecin, et Sganarelle l'ayant nié, il reçoit une bastonnade à l'issue de laquelle il accepte d'être reconnu comme tel. Il sort en suivant les deux hommes.

Acte II : Géronte se lamente de la maladie de sa fille Lucinde, devenue muette, ce qui retarde son mariage avec Horace, l'époux qu'il lui destine. Il refuse d'écouter les sages avis de Jacqueline, la nourrice de Lucinde (et femme de Lucas), qui tente de lui expliquer que la jeune femme se porterait mieux si son père lui permettait de se marier avec Léandre, le jeune homme dont elle est amoureuse. Mais Léandre n'est pas suffisamment riche aux yeux de Géronte. Valère et Lucas présentent Sganarelle à Géronte, et le faux médecin, après avoir examiné Lucinde (et fait des avances à Jacqueline), se livre à une démonstration burlesque de ses talents et conseille de lui faire manger du pain trempé dans du vin. Il repart après avoir été payé par Géronte.

Acte III : Alors qu'il retourne chez lui, Sganarelle rencontre Léandre, qui le supplie de l'aider à rejoindre Lucinde, ce que le fagotier finit par accepter quand le jeune homme lui propose de l'argent. Léandre se déguise alors en apothicaire et suit Sganarelle. Sur le chemin de la maison de Géronte, ils rencontrent Thibaut, un paysan accompagné de son fils Perrin, qui supplie le faux médecin de guérir sa femme. Sganarelle lui enjoint de donner à la malade du fromage, et se fait payer la consultation.
Une fois chez Géronte, Sganarelle renouvelle sa tentative pour séduire Jacqueline, interrompue par l'arrivée de Lucas.
Pendant que Géronte explique à Sganarelle que le remède qu'il a préconisé pour sa fille n'a fait qu'aggraver son mal, Léandre, que Géronte n'a pas reconnu, s'entretient avec Lucinde. La jeune femme retrouve alors l'usage de la parole et se dispute avec son père au sujet de son mariage. Sganarelle ordonne à Léandre d'aller administrer certain remède à la jeune fille. Les jeunes gens sortent tous les deux.
Lucas, qui a découvert l'imposture, vient prévenir Géronte de la supercherie dont il a été victime : le vieil homme ordonne que l'on se saisisse de Sganarelle, qu'il veut faire pendre. Martine arrive, à la recherche de son mari, et découvre que Sganarelle est prisonnier. Géronte refuse de se montrer indulgent pour le faux médecin, qui est sauvé par le retour inopiné de Lucinde et de Léandre, qui explique qu'il vient d'apprendre qu'il a hérité de la fortune de son oncle. Géronte l'accepte alors comme gendre. Martine et Sganarelle, réconciliés, rentrent chez eux.