Suatu ketika, Hiro yang masih terpukul atas kematian kakaknya itu tidak sengaja mengaktifkan robot buatan sang kakak yang bernama Baymax.

Pada saat yang bersamaan, Ia juga menemukan salah satu microbots-nya dan mengetahui fakta bahwa karyanya itu telah dicuri.

Bersama Baymax dan keempat sahabat kakaknya, Hiro berusaha mengalahkan penjahat yang telah mencuri darinya.