Three Identical Strangers, 1950'ler ile 1960'ların arasında başlayan psikolojik bir araştırmanın hikayesini anlatıyor. Belgeselin konusu kısaca şu şekildedir: 12 Temmuz 1961'de, bekar genç bir anne dördüzlerini dünyaya getirir. Dördüncü bebek doğum sırasında hayatını kaybeder. Sağlıklı doğan üçüzler, gerekli işlemlerin hemen ardından New York'taki Louise Wise Evlatlık Edinme Merkezi tarafından farklı ailelere evlatlık verilir. Bu işlemler, Dr. Peter Neubauer adlı bir psikiyatristin kontrolü altında gerçekleşir. Üç kardeşin de birbirlerinin varlığından haberi yoktur, ta ki 19 yaşına gelene kadar. 1980 yılında, üçüzlerden Robert'ı arkadaşları, Eddy adındaki başka bir kişiyle karıştırmaya başlarlar. Ortak arkadaşları aracılığıyla tanışan Eddy ve Robert, ikisinin de aynı tarihte doğduklarını ve Louise Wise Evlatlık Edinme Merkezi tarafından evlatlık verildiklerini öğrenirler. Yerel bir gazete "birbirinden ayrılan ikizler" hakkında bir haber yayımlar. Makaleyi okuyup fotoğrafları gören David adında bir çocuk da tıpkı Robert ve Eddy'ye benzemektedir. Doğum tarihlerinin ve onları evlatlık veren merkezin aynı olduğunu öğrenen David, Eddy ve Robert'ın üçüzü olduğunu anlar. Belgesel, birbirlerini 19 yılın ardından bulan üçüzlerin dramatik hikayesini anlatarak izleyiciyi "doğa ve yetiştirme" sorusuna bir yanıt bulmaya teşvik eder.