Юный Хиро Хамада – прирождённый изобретатель и гений конструирования роботов. Вместе со старшим братом Тадаши они воплощают в жизнь самые передовые идеи в Техническом университете города будущего Сан-Франсокио. После серии загадочных событий друзья оказываются в центре коварного заговора. Отчаявшись, Хиро решает использовать весёлого и добродушного экспериментального робота Бэймакса, перепрограммировав его в неуязвимую боевую машину.