Семейство легендарных исследователей путешествует по неизведанным и опасным землям, населенным фантастическими существами. Непрекращающиеся споры между членами семьи грозят сорвать их последнюю — и, безусловно, самую важную миссию.

Юный Хиро Хамада — прирожденный 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 веселого и добродушного экспериментального робота Бэймакса, перепрограммировав его в неуязвимую боевую машину.