Одаренный юный гений Хиро Хамада с рождения проявляет талант к изобретениям и созданию роботов. Вместе со своим старшим братом Тадаши они реализуют прорывные концепции в стенах Технологического института Сан-Франсокио, мегаполиса будущего. Неожиданно, цепь таинственных происшествий вовлекает друзей в эпицентр злодейского замысла. В критический момент Хиро принимает решение задействовать своего забавного и отзывчивого робота-компаньона Бэймакса, трансформировав его в мощного и несокрушимого воина.