Den strålende robotik-geni Hiro Hamada står midt i en kriminel sammensværgelse, der truer byen San Fransokyo – en hurtig, avanceret høj-teknologi-by. Med hjælp fra sin nærmeste ledsager, en robot ved navn Baymax, slår Hiro sig sammen med et modvilligt hold af førstegangs-kriminalitetsbekæmpere på en mission for at redde deres by.