Действие фильма разворачивается в 30-х годах прошлого столетия. Главного героя фильма зовут Хьюго. Он беспризорник, живущий в здании железнодорожного вокзала в Париже. В стенах этого вокзала он случайно находит странного старого механического человека, которого якобы создал знаменитый Жорж Мелье. Мальчик изо всех сил пытается починить сломанный механизм. Именно эта находка и неустанные попытки её починить станут началом многочисленным увлекательным приключениям, которые будут происходить с Хьюго, а также помогут ему разгадать тайну своего происхождения.