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…

پدر و نامادری دختر نوجوانی به نام سارا، او را در خانه گذاشته اند تا از برادر نوزادش توبی مراقبت کند. گروهی جن با استفاده از این فرصت، توبی را می ربایند، و سر دسته شان، جارت، به سارا می گوید که فقط سیزده ساعت فرصت دارد تا از هزار تویی که به شهر اجنه می رسد، بگذرد اگر موفق نشود، برادرش هم جن خواهد شد.

نابغه نوجوان هیرو هامادا، ربات بایمکس و دوستانشان به عنوان ابرقهرمانان از شهر سن فرانسوکیو دفاع می کنند.

داستان یک کهنه سرباز که تلاش می کند قتل پسرش را که در طول جنگ سرد به عنوان مترجم روسی برای سرویس اطلاعاتی بریتانیا کار می کرد، تحقیق و تفحص کند.

یک پرستوی چابک به نام مانو با اعتقاد به این که او یک مرغ دریایی است بزرگ می‌شود. اما زمانی که متوجه می‌گردد مرغ دریایی نیست زندگی‌اش از این رو به آن رو می‌شود و از خانه فرار می‌کند. در این بین او بعد از یک تهدید خطرناک تبدیل به یک قهرمان می‌شود و…