BIG HERO 6 dibintangi oleh Ryan Potter sebagai Hiro Hamada, Scott Adsit sebagai Baymax, Daniel Henney sebagai Tadashi Hamada, serta T.J. Miller, Jamie Chung, dan Damon Wayans Jr. KLovers, film animasi ini mengajak kita ke kota futuristik San Fransokyo, tempat Hiro, bocah jenius robotika berusia 14 tahun, menghabiskan waktunya di arena pertarungan robot ilegal.

Sang kakak, Tadashi, berusaha menarik Hiro keluar dari dunia berbahaya itu dengan mengenalkannya pada San Fransokyo Institute of Technology, sekaligus mempertemukannya dengan teman-teman unik Tadashi dan proyek robot perawatan kesehatan ciptaannya, Baymax.

Di kampus, Hiro bertemu Profesor Robert Callaghan dan memutuskan mendaftar kuliah. Ia memukau semua orang lewat penemuannya berupa microbots, robot mini yang bisa menyatu dan membentuk apa pun lewat pemancar saraf.

Hiro diterima, namun kebahagiaan itu berubah jadi tragedi ketika kebakaran hebat melanda gedung kampus. Tadashi berlari kembali ke dalam untuk menyelamatkan Callaghan, tetapi ledakan besar menewaskan keduanya.

Beberapa minggu kemudian, Baymax tak sengaja aktif kembali dan menuntun Hiro ke sebuah gudang terbengkalai. Di sana, mereka menemukan microbots diproduksi massal oleh penjahat bertopeng Kabuki bernama Yokai.

Hiro menyadari Yokai berada di balik kebakaran tersebut. Bersama Baymax dan teman-teman Tadashi, Hiro meningkatkan kemampuan mereka dan bersatu menghadapi ancaman baru yang mengejar mereka di jalanan San Fransokyo.

Penyelidikan membawa mereka pada dugaan bahwa Yokai adalah Alistair Krei, konglomerat teknologi. Namun kebenaran terungkap jauh lebih mengejutkan.

Yokai ternyata Profesor Callaghan yang memalsukan kematiannya demi balas dendam. Amarah Hiro memuncak hingga ia sempat mengubah Baymax menjadi senjata. Berkat Baymax dan dukungan sahabat-sahabatnya, Hiro akhirnya menyadari pesan Tadashi tentang menolong sesama.