داستان فیلم در شهری در آینده به نام سان فرانسوکیو، ترکیبی فرهنگی، جغرافیایی و معماری از دنیای شرق و غرب، اتفاق میافتد. قهرمان داستان نوجوانی به نام هیرو هامادا، اعجوبه دانش رباتیک است که به همراه برادر بزرگترش، تاداشی، روزی به کالج میرود و آنجا عاشق چیزی، که در آزمایشگاه میبیند، میشود. برای این که ثابت کند که لیاقت ورود به دانشگاه را دارد باید چیزی اختراع کند که…

لوئیس مخترع باهوشی است که با غریبه‌ای مرموز به نام ویلبر رابینسون ملاقات می‌کند و لوئیس را با ماشین زمان دور می‌کند و با هم متحد می‌شوند تا Bowler Hat Guy را در مسابقه‌ای که با یک چرخش غیرمنتظره سرنوشت به پایان می‌رسد، دنبال کنند.

رادنی، مخترع نابغه، می‌خواهد با الهام‌بخش خود، بیگ ویولد، که مخترع چیره دستی است، ملاقات کند، برای انجام این کار، او به شهر سفر می‌کند و متوجه می‌شود که با یک شریک شرکتی سروکار دارد.