Сюжет фильма переносит нас в тридцатые годы прошлого века во Францию, в прекрасный город Париж. Главный герой является бездомным мальчиком по имени Хьюго, который по стечению обстоятельств живёт на вокзале. У него нет никого, кроме родного дяди, который много пьет и тоже живет беспризорной жизнью. Но однажды жизнь наших героев круто изменится : Хьюго обнаруживает очень странный и никому неизвестный механизм, способный запускать сверхъестественные явления, создателем которого является выдающийся фильммейкер Мелье. Благодаря изобретению этого человека, у сироты появился ключ к разгадке тайны гибели своего отца...