Фильм «Миллионер из трущоб» — это история про парня по имени Джамал Малик, сироту из трущоб Мумбаи, который неожиданно выигрывает кучу денег в индийской версии шоу «Кто хочет стать миллионером?». Но его успех вызывает подозрения, и сюжет фильма через флешбэки раскрывает, как его непростая жизнь помогла ответить на вопросы викторины.
Джамал — парень из беднейшего района Мумбаи, где дома — это лачуги, а улицы полны грязи и хаоса. Его допрашивают в полиции, потому что он, простой работник колл-центра, дошёл до финала телешоу и ответил почти на все вопросы правильно. Полицейские уверены: он жульничал. Как такой парень может знать столько? Джамал начинает рассказывать свою жизнь, и каждый вопрос викторины оказывается связан с каким-то моментом из его прошлого.
История начинается с детства Джамала. Он и его старший брат Салим растут в трущобах без отца, а их мама старается тянуть семью. Джамал — добрый и мечтательный, а Салим — более жёсткий и прагматичный. Ещё малышами они встречают девочку Латику, сироту, которая становится их подругой. Однажды на их район нападают религиозные фанатики, и в этом хаосе погибает мама Джамала и Салима. Троица — Джамал, Салим и Латика — сбегает, чтобы выжить.
Дети начинают жить на улице, попрошайничая и воруя еду. Их подбирает мужчина, который кажется добрым, но оказывается главарём банды, использующей детей для попрошайничества. Он учит их разным трюкам, а некоторых даже калечит, чтобы они вызывали больше жалости. Джамал и Салим понимают, что Латику хотят ослепить, чтобы она приносила больше денег, и решают бежать. Салим берёт на себя роль лидера, и они с Джамалом сбегают, но Латика остаётся, потому что не успевает за ними. Это разбивает сердце Джамалу, который уже тогда чувствует к ней что-то особенное.
Братья начинают жить самостоятельно, промышляя мелкими аферами. Они воруют, продают краденое, обманывают туристов у Тадж-Махала, выдавая себя за гидов. Джамал всё время думает о Латике, а Салим больше сосредоточен на деньгах и власти. Со временем их пути расходятся: Салим становится всё более жёстким, связывается с криминалом, а Джамал остаётся простым парнем, который просто хочет найти Латику.
Спустя годы Джамал возвращается в Мумбаи, чтобы отыскать её. Он узнаёт, что Латика теперь живёт с местным бандитом Джаведом, который держит её как свою девушку. Джамал пробирается к ней, и они встречаются, но Латика говорит, что уйти не может — это слишком опасно. Салим, который теперь работает на Джаведа, предаёт брата, прогоняя его. Джамал в отчаянии, но не сдаётся. Он решает попасть на шоу «Кто хочет стать миллионером?», потому что знает: Латика любит эту передачу и, возможно, увидит его по телевизору.
На шоу Джамал отвечает на вопросы один за другим, и ведущий, Према Кумар, начинает его недолюбливать. Прему бесит, что какой-то «чайный мальчик» из трущоб обходит всех. Но Джамал продолжает, и каждый его ответ — это кусочек его жизни. Например, один из вопросов про индийского актёра, и Джамал вспоминает, как в детстве прыгнул в яму с дерьмом, чтобы достать автограф своего кумира. Другой вопрос про оружие, и он вспоминает, как Салим впервые взял в руки пистолет, работая на бандитов. Ещё один — про слепого певца, и Джамал рассказывает, как видел, что банда делала с детьми-попрошайками.
Полицейские, слушая его рассказ, начинают понимать, что Джамал не жулик. Его знания — это не энциклопедия, а шрамы от жизни. Но шоу ещё не закончилось, и Джамала выпускают, чтобы он мог ответить на финальный вопрос, за который дают 20 миллионов рупий. В это время Латика, которая смотрит передачу у Джаведа, пытается сбежать, чтобы быть с Джамалом. Салим, который начинает осознавать свои ошибки, помогает ей, жертвуя собой, чтобы остановить Джаведа.
На финальном вопросе Джамал сталкивается с темой, о которой понятия не имеет — это про роман «Три мушкетёра». Он решает позвонить другу и набирает номер Салима, но трубку берёт Латика, которая только что сбежала. Она не знает ответа, но её голос даёт Джамалу силы. Он решает рискнуть и отвечает наугад — и выигрывает! Толпа ликует, а Джамал становится героем.
В финале Джамал и Латика встречаются на вокзале, где они когда-то потеряли друг друга в детстве. Они обнимаются, и начинается их новая жизнь. История заканчивается танцем под песню «Jai Ho» на вокзале — ярким, как сама Индия.
