A série continuará a história, iniciada com o filme de 2014, de Hiro, um gênio de 14 anos e seu robô Baymax. Em sua jornada ele terá a ajuda do neurótico Wasabi, da fantástica cientista Honey Lemon, o fanático por quadrinhos Fred e a não tão sem noção Go Go Tomago. Juntos eles formam o Big Hero 6(AKA Operação Big Hero). Como o novo prodígio no Instituto de Tecnologia de San Fransokyo, Hiro enfrenta intimidantes desafios acadêmicos, para não mencionar as provações sociais de ser o garotinho do campus. E os desafios também aparecem para os heróis que terão de proteger sua cidade de vilões cientificamente aprimorados. A série será feita em 2D e não em 3D como o filme.