Daniel Hillard, comédien raté et père immature, perd la garde de ses trois enfants après son divorce. Pour rester près d'eux, il a une idée folle : se travestir en vieille gouvernante écossaise, Madame Doubtfire, et se faire engager par son ex-femme. Il devient la nounou parfaite, mais jongler entre ses deux identités tourne vite au cauchemar. Il va devoir prouver qu'il peut être un père responsable.