Nästan 60 brandmän och åtta brandbilar hanterade branden som började i byggnadens källare i Princes Square, Bayswater, vid cirka 23:00 BST.
London Fire Brigade (LFB) sade att de tre männen behövde behandling för rökinandning efter att de blev instängda och måste räddas av besättningar.
Orsaken till branden är under utredning.
En talesman sa att 200 personer hade lämnat hotellet innan besättningen anlände till femvåningsbyggnaden.
Stationschef Charles Hanks sa att besättningen hade "arbetat hårt för att begränsa branden till källaren och för att stoppa den från att sprida sig till hotellets övre våningar".
Branden var under kontroll senast 01:56.
Hundratals människor evakuerades och tre män fördes till sjukhus efter det att en brand bröt ut på ett hotell i västra London.