У центрі сюжету опиняється хлопець на ім'я Гіро, який займається розробкою унікальних роботів. Він є генієм у галузі конструювання та передових технологій. Його брат Тадаші навчається в інституті та теж займається роботами. Якось він приводить молодшого брата до інституту, де знайомить його з Беймаксом — експериментальним роботом, створеним для надання медичної допомоги. Брати виявляються вплутані в підступний план людини, яка вирішила привласнити собі винахід Гіро. Хлопчик вирішує використовувати добродушного Беймакса у якості непереможної бойової машини.