Hugo เป็นเด็กกำพร้าที่อาศัยอยู่ในกำแพงของสถานีรถไฟในปี 1930 ในกรุงปารีส เขาเรียนรู้ที่จะซ่อมนาฬิกาและอุปกรณ์อื่น ๆ จากพ่อและลุงของเขาซึ่งเขาใช้เพื่อทำให้นาฬิกาของสถานีรถไฟทำงาน สิ่งเดียวที่เขาทิ้งไว้ซึ่งเชื่อมโยงเขากับพ่อที่ตายแล้วของเขาคือหุ่นยนต์ (กลไกเชิงกล) ที่ไม่ทำงานหากไม่มีรหัสพิเศษ Hugo ต้องการค้นหากุญแจเพื่อไขความลับที่เขาเชื่อว่ามีอยู่ ในการผจญภัยของเขาเขาได้พบกับ George Melies เจ้าของร้านที่ทำงานในสถานีรถไฟและลูกสาวผู้แสวงหาการผจญภัยของเขา Hugo พบว่าพวกเขามีความสัมพันธ์อันน่าประหลาดใจกับพ่อและหุ่นยนต์ของเขาและเขาค้นพบว่ามันไขความทรงจำบางอย่างที่ชายชราได้ฝังไว้ในอดีตของเขา
