Cuando la joven June, una prodigio de la tecnología, se encuentra sola en casa después de que su madre, Grace, desaparece durante unas vacaciones en Colombia, decide tomar el asunto en sus propias manos. Con su madre fuera de la escena y un sistema de respuesta policial que parece lento e ineficaz, June se sumerge en el mundo digital para rastrear cualquier pista que la ayude a encontrar a Grace.

En un futuro cercano, la vibrante ciudad de San Fransokyo es el escenario de una emocionante historia que combina la ciencia y la amistad. Hiro Hamada, un prodigioso joven inventor de 14 años, se siente atrapado en un mundo de peleas de robots ilegales hasta que una tragedia familiar lo lleva a buscar un nuevo propósito. En su camino, se encuentra con Baymax, un adorable robot médico diseñado por su hermano fallecido, Tadashi.

En un rincón olvidado de la frontera de Estados Unidos, un sheriff retirado de un pequeño pueblo se encuentra en una encrucijada cuando un peligroso narcotraficante escapa de la custodia del FBI y decide hacerse un nombre cruzando el territorio. Mientras el cartel criminal se dirige a su refugio en México, el sheriff, interpretado por un legendario actor de acción, se ve obligado a salir de su retiro y proteger a su comunidad.