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.

Als Baulöwe Dan Sanders (Brendan Fraser) nach Oregon kommt, ist es aus mit der Harmonie zwischen Mensch und Tier - der karrieregeile Kerl will die naturbelassene Wildnis mit Shopping Malls, einem Golfparcours und fetten Wohnblocks vollstellen. Während Sohnemann Tyler (Matt Prokop) rein gar nichts vom neuen Lebensumfeld hält und sich furchtbar langweilt, ist Gattin Tammy (Brooke Shields) hin und weg von der provinziellen Idylle, der ausgerechnet Dan ein baldiges Ende bereiten soll. Auf Geheiß seines Vorgesetzten Neil Lyman (Ken Jeong) soll der Wald gerodet und der nahe Bieberdamm eingerissen werden. Die Waldbewohner derweil sind da ganz anderer Ansicht und rufen ihre tierischen Sippen zur Résistance gegen Erzfeind Dan auf...