Сюжет знакомит зрителей с мальчиком по имени Хиро Хамадо, который живет в городе Сан-Францтокио. Он очень умный и сообразительный, пусть и слишком мал для того, чтобы изобретать какие-либо немыслимые вещи. Он занимается конструированием механических роботов. В данном деле он настоящий профессионал и действительно гений. У Хиро есть старший брат по имени Тадаши, и вместе они осуществили самые смелые и интересные идеи, ведь Тадаши учился в самом лучшем Техническом университете. Но по каким-то очень странным обстоятельствам Тадаши погибает. И, конечно же, Херо очень переживает по данному поводу, ведь он любил старшего брата. Мальчик решает самостоятельно узнать, кто виновен в смерти его брата. Его поддерживают шесть друзей, которые знали Тадаши и также желают принять участие в расследовании. В группе героев есть некое существо, создание, которое изобрел Тадаши. Он является роботом-медиком и первым и самым главным изобретением старшего брата. Через некоторое время тот, кто виновен в гибели Тадаши, начинает воровать нано-роботов, которых создал Хиро и направляет его против группы ребят, которые решили добиться справедливости не смотря ни на что. Хиро отчаивается и создает из доброго и милого робота-медика по имени Бэймакс оружие, которое должно помочь победить злодея.