Un petit génie de la robotique nommé Hiro Hamada découvre qu’un complot criminel menace de détruire la ville de San Fransokyo. Avec l’aide de son plus proche ami, Baymax le robot infirmier, et de ses compagnons qu’il va transformer en une bande de superhéros high-tech, Hiro va tout faire pour sauver la ville et sa population de l’infâme Yokai…

Blu a pris son envol et se sent désormais chez lui à Rio de Janeiro, aux côtés de Perla et de leurs trois enfants. Mais la vie de perroquet ne s’apprend pas en ville et Perla insiste pour que la famille s’installe dans la forêt amazonienne alors qu'ils découvrent que d'autres aras bleus y vivent.