Le brillant prodige de la robotique Hiro Hamada se retrouve pris dans les griffes d’un complot criminel qui menace de détruire la ville ultramoderne et trépidante de San Fransokyo. Avec l’aide de son plus proche compagnon, un robot nommé Baymax, Hiro s’allie à une équipe réticente de jeunes justiciers débutants pour une mission visant à sauver leur ville.