Sinopse - Acompanhamos a história do garoto Hiro Hamada (Ryan Potter), ele tem 14 anos de idade e reside na cidade futurista de San Fransokyo. O menino é um gênio viciado em robótica que incrivelmente já terminou os estudos.

Ele passa a maior parte do tempo promovendo lutas clandestinas entre robôs e, ganhando bastante dinheiro. Entretanto, seu irmão mais velho Todashi (Daniel Henney) tenta convencer Hiro a desistir desse trabalho ilegal e usar seu potencial para promover o bem. Sendo assim, leva o caçula para conhecer o laboratório da universidade onde estuda. 

Durante o passeio, Hiro conhece vários amigos do seu irmão e, é apresentado a Baymax (Scott Adsit), um robô especial e é o projeto que Todashi trabalhou durante os últimos meses.

O garoto fica impressionado com tudo o que vê e resolve entrar para a universidade, porém, para isso é necessário apresentar um projeto inovador. No entanto, as coisas não saem como Hiro havia planejado, o garoto fica deprimido e encontra conforto em Baymax, o robô inflável que só deseja fazê-lo se sentir melhor.

Operação Big Hero mostra um robô programado para dar assistência pessoal ao seu paciente quando este estiver sentido dor. Baymax é muito inteligente, ele lê os níveis hormonais e procura por sintomas de doenças até obter um diagnóstico preciso, além de identificar qualquer escoriação pelo corpo do paciente.

Mas Hiro não está com nenhuma dor física, mas psicológica e, Baymax não vai descansar enquanto não ver o garoto melhor, mesmo que para isso o robô precise assumir características humanas e até se transformar em um super-herói. Baymax é atrapalhado, divertido e muito carismático, adjetivos que deixa o nos deixa fascinado pelo robô. 

Operação Big Hero não  é apenas mais um filme de animação que mostra lindas mensagens sobre amizades e relações familiares, o que fascina é a originalidade como as pequenas lições de vida são apresentadas. É um filme apenas para o público infantil, adultos também se encantam pelo robô inflável e por todos os outros personagens da trama.