Hiro Hamada (gesprochen im Englischen von Ryan Potter und im Deutschen von Amadeus Strobl) liebt Roboter über alles. Der technikbegeisterte Junge ist so verrückt nach ihnen, dass er als Experte in diesem Bereich in ganz 'San Fransokyo' bekannt ist. Auch sein bester Freund ist ein Roboter - und wer glaubt, die hätten kein Herz, der kennt Baymax noch nicht! Der sieht nicht nur aus wie ein Marshmallow, sondern ist auch mindestens genauso süß. Und auch wenn Baymax (engl. Scott Adsit, dt. Bastian Pastewka) zugegebenermaßen ziemlich tollpatschig sein kann, steht er Hiro immer mit Rat und Tat zur Seite, ob der will oder nicht. Als sich in der Stadt etwas Mysteriöses anbahnt, werden die beiden vor große Herausforderungen gestellt. Zusammen mit ihren durchgeknallten Freunden, der Adrenalin-verrückten Gogo Tamago (engl. Jamie Chung, dt. Nora Hütz), Chemie-Ass Honey Lemon (engl. Génesis Rodríguez, dt. Maria Hönig), Fanboy Fred (engl. T. J. Miller, dt. Andreas Bourani) und dem ordnungsliebenden Wasabi No-Ginger (engl. Damon Wayans Jr., dt. Daniel Zillmann) werden sie zu einer Gruppe von Hightech-Spezialisten, in deren Genie und Geschick das Schicksal von 'San Fransokyo' liegt.