В одном сказочном королевстве живет мальчик Тутти (Петр Артемьев), наследник королевского престола. Из-за того, что Тутти еще мал и не может управлять страной, за него это делают три регента опекуна — злые, жестокие и безжалостные дармоеды, прозванные в народе Тремя Толстяками за неуемный аппетит.

К столице королевства подъезжает кибитка бродячих циркачей с канатоходцем Тибулом (Алексей Баталов), юной акробаткой Суок (Лина Бракните) и старым клоуном Августом (Александр Орлов). Не успевают они подъехать к городу, как со всех сторон раздаются пушечные выстрелы. Это начался бунт против тиранов, возглавляемый ружейником Просперо (Роман Филиппов). Тибул — один из бунтарей.

Но восстание подавлено, а Просперо арестован и заключен в клетку, ключ от которой хранится у Тутти. Бунтовщики ломают голову: как добраться до ключа? У доктора Гаспара (Валентин Никулин), которому поручено починить любимую куклу наследника, появляется одна авантюрная идея…

В роли Тибула снялся постановщик картины Алексей Баталов. Чтобы сыграть в одной из ключевых сцен без дублера, ему пришлось научиться ходить по канату. Партнершей Баталова стала 14-летняя Лина Бракните, на счету которой до «Трех Толстяков» две большие работы в кино.

Повесть Юрия Олеши, по которой сняли картину, была написана в 1924 году. Но даже 42 года спустя, в момент съемок фильма, она не потеряла актуальности, потому что затрагивает вечные темы — благородство и тирания, верность и предательство. Смелые и яркие характеры героев делают «Трех Толстяков» интересными и сейчас.