Argan est un « malade imaginaire » et, en conséquence, un homme qui ingurgite un grand nombre de médicaments. Il compte le nombre de ses potions et lavements en se réjouissant de leur efficacité. Il se sent éternellement malade, mais plus encore quand il a pris moins de médecines. Il n’a que faire des quolibets de sa servante, Toinette, et projette de marier sa fille Angélique au fils d’un de ses médecins, Thomas Diafoirus. Il pourra ainsi être encore mieux soigné !

Lui-même, remarié à Béline, se montre aussi crédule face à elle que face aux personnes qui se chargent de sa santé. Celle-ci, égoïste et profiteuse, veut déshériter les enfants d’Argan et il s’apprête à accepter une disposition juridique dans ce sens. La jeune Angélique s’est en fait promise à Cléante qui hante la maison et qui, s’étant fait passer pour le remplaçant du maître de musique, assiste aux compliments ridicules que Thomas Diafoirus fait à Angélique. Avec Cléante et Toinette, la résistance aux dangereux projets d’Argan commence à s’organiser.

Le frère d’Argan, Béralde, arrive avec l’espoir de freiner tant de folies et de lubies. Il tente de le raisonner Argan et chasse les médecins cupides. Argan se voit privé de tous ses soutiens et reçoit alors le premier médecin venu : c’est Toinette qui, déguisée en homme de l’art, explique la plupart des douleurs par une seule cause : « le poumon ». Pour ouvrir enfin les yeux de son frère, Béralde lui conseille de simuler la mort. Devant son corps inerte, Béline se réjouit de cette disparition, qui va lui permettre de s’emparer de l’argent gardé dans la maison, et, au contraire, Angélique se désole. Argan cesse son jeu. Béline s’enfuit. Angélique est récompensée par l’accord donné à son mariage avec Cléante.

Toujours convaincu d’être malade, Argan décide de devenir médecin : il est accueilli parmi un chœur de chirurgiens et autres apothicaires qui le nomment médecin, en dansant et en chantant des couplets écrits dans un cocasse latin de cuisine… Ce faux latin du chœur final est d’une grande drôlerie. « Clisterium donare, / Postea seignare, / Ensuitta purgare. », chantent les bacheliers. Molière s’amuse mais il accuse à nouveau les médecins de faire mourir leurs patients. « Novus doctor (…) et manget / et bibat / et sienget / et tuat », conclut le chœur.