बरेली नामक शहर में मिश्रा परिवार रहता है। इस परिवार की बेटी बिट्टी मिश्रा (कृति सेनन) वर्किंग गर्ल है जो स्मोकिंग करना बुरा नहीं मानती। उसे अंग्रेजी फिल्म देखना और ब्रेक डांस करना बहुत पसंद है।
बिट्टी की इन हरकतों से मिश्रा परिवार परेशान है और उसके लिए ढंग का दूल्हा भी नहीं मिलता। एक दिन बिट्टी घर से भाग जाती है और रेलवे स्टेशन पहुंचती है। वहां बुक स्टॉल पर 'बरेली की बर्फी' नामक उपन्यास उसके हाथ लगता है।
बरेली की बर्फी एक लड़की की कहानी है जो हूबहू बिट्टी जैसी है। उसके साथ वही होता है जो अब तक बिट्टी के साथ होता आया है।
बिट्टी इस उपन्यास के लेखक प्रीतम विद्रोही (राजकुमार राव) की तलाश शुरू करती है और इस काम में उसकी मदद चिराग दुबे (आयुष्मान खुराना) करता है।
