Swoje role powtórzą: Maya Rudolph jako ciocia Cass; Jamie Chung jako zasadniczy geniusz, Go Go; Scott Adsit jako robot, Baymax; Alan Tudyk jako technologiczny guru, Alistair Krei; Ryan Potter jako technologiczny geniusz, Hiro; Genesis Rodriguez jako dziwny naukowiec, Honey Lemon; David Shaughnessy jako kamerdyner, Heathcliff; i legenda z Marvel Comics Stan Lee jako ojciec Freda.

Serial rozpocznie się od razu po wydarzeniach filmu i kontynuuje przygody i przyjaźń 14-letniego technologicznego geniusza Hiro i jego oddanego, nowoczesnego robota Baymaxa. Wraz z ich przyjaciółmi Wasabi, Honey Lemon, Go Go i Fredem, tworzą legendarny zespół superbohaterów Big Hero i przeżywają różne przygody jak chronią swoje miasta przed różnymi złymi naukowcami.

Gościnnie pojawią się Jenifer Lewis („Czarno to widzę”) jako surowa profesor Granville; Andrew Scott („Sherlock”) jako złoczyńca Obake; comedian Andy Richter jako Globby; Diedrich Bader („American Housewife”) jako Bluff Dunder; Susan Sullivan („Castle”) jako matka Freda; Sean Giambrone („The Goldbergs”) jako Richardson Mole; John Ross Bowie („Speechless”) jako Mel; i Haley Tju („Bella and the Bulldogs”) jako koleżanka z klasy Karmi.