Hiro Hamada er et 13 år gammelt geni som bare bedriver ulovlige robotkamper. Plutselig dør storebroren Tadashi, og hele byen San Fransokyo svever fare. For å eliminere trusselen får Hiro hjelp av Baymax og vennene fra universitetet: adrenalinjunkien Go Go Tomago, kontrollfreaken Wasabi, kjemifantasten Honey Lemon og... Fred. Med noen oppgraderinger forvandles gjengen til Big Hero 6.