เมื่อเมืองซานฟรานโซเกียว ถูกคุกคามจากชายสวมหน้ากากผู้ชั่วร้าย "ฮิโระ ฮามาดะ" หนุ่มน้อยนักประดิษฐ์อัจฉริยะด้านหุ่นยนต์ ต้องร่วมมือกับ "เบย์แมกซ์" หุ่นยนต์พยาบาลพองลมไซส์ใหญ่บึ้ม และกลุ่มเพื่อนๆ ซี้ที่เก่งกาจ เพื่อจับตัวคนร้ายมารับโทษ "ฮิโระ" จึงเปลี่ยนเพื่อนๆ ของเขาให้กลายเป็น กลุ่มฮีโร่สุดไฮเทคภายใต้ชื่อ "บิ๊กฮีโร่ 6"