ฮิโระ ฮามาดะ เด็กอัจฉริยะที่มีความฝันอยากเป็นนักประดิษฐ์ เขามีพี่ชายอย่างทาดาชิเป็นไอดอลและแรงบันดาลใจ จนในวันหนึ่งที่เขาต้องเสียพี่ไป มันได้สร้างแผลใจให้กับฮิโระ ในวันหนึ่งที่ฮิโระได้พบกับหุ่นยนต์ที่ทาดาชิเคยสร้างเอาไว้ ชื่อของมันคือ เบย์แม็กซ์ หน้าที่ของมันคือการเยียวยาและดูแลฮิโระ ทำให้ทั้งสองคนได้เริ่มต้นเดินทางในเส้นทางของฮีโร่ไปด้วยกันพร้อมกับเพื่อนเก่าของทาดาชิ พี่ชายของเขา