W serialu czternastoletni Hiro Hamada, fascynat robotyki, mieszka wraz z bratem Tadashim, ciocią Kass i kotem Moherem w San Fransokyo nad kawiarnią. Hiro uczestniczy w walkach robotów, a jego brat w tamtejszym Instytucie Technologii i pracuje nad stworzeniem Baymaxa – robota, mającego pomagać potrzebującym. Pewnego dnia na terenie budynku dochodzi do pożaru, w którym Tadashi ginie. Hiro wraz z Baymaxem wpadają na trop tajemniczego mężczyzny, który jak się wkrótce okazuje, ma niszczycielskie zapędy.