เป็นการเล่าเรื่องราวที่เกิดขึ้นภายในเมืองซานฟรานโซเกียว เมื่อหนุ่มน้อย Hiro Hamada กำลังเรียนรู้ถึงอัจฉริยภาพของตนเองที่กำลังเจริญรอยตามพี่ชาย กับการเป็นนักประดิษฐ์จอมอัจฉริยะกับหุ่นยนต์สุดไฮเทคซึ่งมีชื่อว่า Baymax ที่สร้างขึ้นจากความช่วยเหลือของพี่ชายก่อนที่เขาจะจากไป จนได้มีโอกาสร่วมทีมเป็นสมาชิกของกลุ่มซูเปอร์ฮีโร่มือใหม่ที่ประกอบไปด้วยเหล่าผู้มีความสามารถด้านต่างๆ อาทิ Wasabi-No-Ginger พ่อครัวเจ้าระเบียบที่ใช้มีดในการต่อสู้, Honey Lemon เจ้าของพลังผ่ามิติ, GoGo Tomago ผู้มีพลังลูกบอลไฟ และ Fred หนุ่มเนิร์ดผู้บ้าการ์ตูนและ Sci-Fi ที่แปลงร่างเป็นสัตว์ประหลาดยักษ์ เมื่อหายนะกำลังคลืบคลามเข้ามาและดึงพวกเขาเข้าไปสู่เรื่องราวสุดอันตรายที่เกิดขึ้นในเมือง ซานฟรานโซเกียว Hiro จึงต้องพึ่งหุ่นยนต์เพื่อนซี้ของเขา และพร้อมกับเพื่อนๆ กลุ่มฮีโร่สุดไฮเทคนี้ เพื่อคลี่คลายเรื่องราวที่­เกิดขึ้น