Франция. 30-е годы XX века. Главный герой, мальчик-сирота Хьюго, проживающий в стенах парижского вокзала со своим дядей-алкоголиком, случайно находит таинственный механизм, созданный знаменитым фильммейкером Жоржем Мелье. Эта находка — лишь первое звено в цепи событий, которые помогут раскрыть тайну гибели отца Хьюго.