Юный гений Хиро Хамада, мастер создания боевых роботов, вместе с братом Тадаши открывает новую эру технологий в Сан-Франсокио. После трагической потери брата и раскрытия заговора вокруг их изобретения, отчаявшийся Хиро находит необычное решение. Он перепрограммирует милого медицинского робота Бэймакса — пухлого и безобидного «сиделки» — превращая его в мощную боевую машину. Вместе с друзьями они становятся командой высокотехнологичных героев, чтобы защитить город и раскрыть тайну.