ศตวรรษ 30 ยุคที่ภาพยนตร์ยังเฟื่องฟู อูโก้ คาเบรต์ (เอซา บัตเตอร์ฟีลด์) เด็กชายอาศัยอยู่กับพ่อ (จู๊ด ลอว์) ช่างซ่อมนาฬิกาชื่อดังแห่งปารีส ทั้งคู่ได้ใช้เวลาชมภาพยนตร์ที่ชื่นชอบ ฌอร์ฌ เมลิเยส์ (เบน คิงสลีย์) แต่เมื่อพ่อของอูโก้เสียชีวิตไป ชีวิตของอูโก้ก็เปลี่ยนไป ใช้ชีวิตอย่างลับๆ ด้วยการอาศัยอยู่ระหว่างกำแพงสถานีรถไฟ ของชิ้นสุดท้ายที่พ่อให้กับอูโก้คือหุ่นยนต์หนึ่งตัว อูโก้พยายามซ่อมมันเพื่อให้รู้ว่าพ่อทิ้งความลับอะไรไว้ แต่ไม่ง่ายอย่างที่คิดเมื่ออูโก้โดนเจ้าของร้านของเล่นจับได้ว่ากำลังขโมยของที่จะนำมาซ่อม ความโชคร้ายของเด็กกำพร้ายังมีความโชคดีเหลืออยู่ หลังจากนั้นทำให้อูโก้รู้จักอิสซาเบล (โคลอี มอเรตซ์) หลานสาวเจ้าของร้านวัยเดียวกัน มิตรภาพเกิดขึ้นเมื่อทั้งสองรู้จักกัน พร้อมกับเรื่องราวผจญภัยในยุคหลังสงครามที่คนเลิกสนใจภาพยนตร์ แต่ทั้งสองจะคนนำมาเฟื่องฟูอีกครั้ง
Hugo is an orphan boy living in the walls of a train station in 1930s Paris. He learned to fix clocks and other gadgets from his father and uncle which he puts to use keeping the train station clocks running. The only thing that he has left that connects him to his dead father is an automaton (mechanical man) that doesn’t work without a special key. Hugo needs to find the key to unlock the secret he believes it contains. On his adventures, he meets George Melies, a shopkeeper, who works in the train station, and his adventure-seeking god-daughter. Hugo finds that they have a surprising connection to his father and the automaton, and he discovers it unlocks some memories the old man has buried inside regarding his past. Written by napierslogs