Hiro Hamada liebt Roboter über alles. Der talentierte Junge ist so verrückt nach ihnen, dass er mittlerweile in diesem Bereich in seiner Heimatstadt San Fransokyo einen gewissen Ruf hat. Selbst sein bester Freund Baymax ist ein Roboter – allerdings beeindruckt dieser zunächst mehr mit seiner imposanten Statur als mit seinem Können. Ziemlich tollpatschig, aber stets um das Wohl aller bemüht, steht er Hiro immer mit Rat und Tat zur Seite – ob der will oder nicht. Als sich in San Fransokyo etwas Mysteriöses anbahnt, überschlagen sich die Ereignisse und Hiro und Baymax werden vor die größte Herausforderung ihres Lebens gestellt. Zusammen mit ihrer ebenso begabten wie durchgeknallten Clique müssen sie zu einem echten Team werden und zeigen, was sie drauf haben, um die Stadt vor einer dunklen Bedrohung zu retten.