'Big Hero 6' is een warm en komisch avontuur over Hiro Hamada, een wonderkind dat uitblinkt in robottechnologie. Hij leert om gebruik te maken van zijn talent, dankzij zijn briljante broer Tadashi en hun gelijkgestemde vrienden: adrenalinejunkie Go Go Tamago, schoonmaakfreak Wasabi No-Ginger, scheikunde-genie Honey Lemon en fanboy Fred. Door een bizarre samenloop van omstandigheden komt de groep terecht in een gevaarlijk plot, dat zich afspeelt in de straten van San Fransokyo. Hiro wendt zich tot zijn beste maatje, de geavanceerde robot Baymax, en verandert de vrienden in een hightech-heldengroep die vastberaden is het mysterie op te lossen.