Big Hero 6: The Series setzt die Abenteuer des 14-jährigen Technikgenies Hiro und seines Roboters Baymax fort. Begleitet werden die beiden auf ihrer Reise von dem Kontrollfreak Wasabi, der Wissenschaftlerin Honey Lemon, dem Fanboy Fred und der pragmatischen GoGo, die zusammen das Superheldenteam Big Hero 6 bilden. Als neues Wunderkind am San Fransokyo Institute of Technology steht Hiro vor gewaltigen akademischen Herausforderungen, ganz zu schweigen von den sozialen Prüfungen, der kleine Mann auf dem Campus zu sein. Auch für die High-Tech-Helden steigen die Einsätze, als sie ihre Stadt vor einer Reihe wissenschaftlich verbesserter Schurken schützen müssen.