Hiro Hamada, brilhante em robótica, que se vê envolvido em uma trama criminosa que ameaça destruir a cidade de San Fransokyo, um local com ritmo de vida acelerado e altamente tecnológico. Com a ajuda de seu companheiro mais próximo um robô chamado Baymax Hiro une forças com uma relutante equipe iniciante de combate ao crime em uma missão para salvar a cidade. Inspirado nas revistas em quadrinhos da Marvel de mesmo nome, e apresentando estilo de ação dos gibis.