Το 1930, ένα ορφανό αγόρι ζει κρυμμένο μέσα στις στοές ενός σιδηροδρομικού σταθμού στο Παρίσι. Όταν ο Ουγκό συναντά μια χαλασμένη μηχανή, ένα εκκεντρικό κορίτσι κι έναν ψυχρό γέρο ιδιοκτήτη καταστήματος παιχνιδιών μπλέκεται σε μια μαγική, μυστηριώδη περιπέτεια που θα μπορούσε να θέσει σε κίνδυνο όλα του τα μυστικά.