天才少年ヒロの夢は、発明家の兄・タダシと同じ舞台に立つこと。だが、ある日事件に巻き込まれ、ヒロをかばってタダシが消えてしまう。兄を失って絶望するヒロの元に残されたのは、タダシがヒロのために開発した1体のケア・ロボット、ベイマックスだけだった――!!