1930年代、パリの駅の時計台にたった一人で住む少年、ヒューゴ（エイサ・バターフィールド）。 彼に残されたのは父の形見の機械人形だけで、ヒューゴはそれを修理すれば何かを掴めると考えていた。そして少女・イザベル（クロエ・グレース・モリッツ）や玩具…