Hiro continua suas aventuras com seu amigo robô Baymax e o resto da equipe Big Hero 6: Wasabi, o maníaco por controle; o cientista Honey Lemon; Fred, o tiete; e Go Go, o sério. Hiro tem que equilibrar sua vida acadêmica desafiadora - pois é o novo prodígio do Instituto de Teconologia de San Fransokyo - com a árdua tarefa de defender a cidade de uma míriade de vilões melhorados tecnologicamente.