Hiro Hamada ist ein brillanter Teenager und lebt in der futuristischen Stadt San Fransokyo ein relativ normales Leben. Zumindest solange, bis ihm sein Bruder Tadashi den aufblasbaren Roboter Baymax baut, zu dem Hiro schnell eine ganz besondere Beziehung entwickelt. Baymax' tatkräftige Unterstützung kann der aufgeweckte Junge definitiv gut gebrauchen, droht doch schon bald eine kriminelle Organisation damit, seine Heimatstadt zu zerstören. Mit der Hilfe von Baymax und seinen Freunden Go Go Tomago, Wasabi, Honey Lemon und Fred beschließt Hiro, alles zu tun, um die Katastrophe zu verhindern.

Die Teenagerin Sarah lebt immer noch gern in ihrer Phantasie und mit den Relikten ihrer kürzlichen Kindheit. Für Verantwortung hat sie noch nicht so viel übrig, weswegen sie den Babysitterjob für ihren Bruder, den kleinen Toby auch nicht ernst nimmt. Vor Ärger wünscht sie den König der Kobolde Jareth herbei, der ihn entführen soll. Als der dies tatsächlich durchführt, macht Sarah erschreckt eine Kehrtwendung. Jareth gibt Sarah 13 Stunden Zeit, um durch das riesige Labyrinth zu kommen, das die Koboldstadt umgibt. Wenn sie es schafft, bekommt sie Toby zurück, ansonsten wird das Baby in einen Kobold verwandelt. Sarah macht sich auf eine phantastische Odyssee voller Seltsamkeiten und Rätsel, auf der man nichts als gegeben annehmen sollte...