ในปี 1931 ในกรุงปารีส Hugo Cabret ( Asa Butterfield ) อายุ 12 ปีอาศัยอยู่กับพ่อของเขาที่เป็นม่าย ( Jude Law ) พ่อหม้ายที่ทำงานในพิพิธภัณฑ์ Mr. Cabret พบหุ่นยนต์ที่ชำรุดซึ่งเป็นชายกลไกที่ออกแบบมาเพื่อเขียนด้วยปากกา – ที่พิพิธภัณฑ์ เขาและฮิวโก้พยายามซ่อมแซมโดย Mr. Cabret ทำเอกสารเกี่ยวกับหุ่นยนต์ในสมุดบันทึก เมื่อพ่อของเขาตาย Hugo ไปอาศัยอยู่กับไม่พอใจลุงแอลกอฮอล์ของเขาคลอดด์ ( เรย์วินสโตน ) และถูกบังคับให้ต้องรักษานาฬิกาที่ที่Gare Montparnasseสถานีรถไฟ เมื่อคลอดด์หายตัวไปเป็นเวลาหลายวันฮูโก้ยังคงดูแลรักษานาฬิกาต่อไปโดยกลัวว่าผู้ตรวจสอบสถานีสารวัตรกุสตาฟดาสเต ( Sacha Baron Cohen)) จะส่งเขาออกไปในฐานะเด็กกำพร้าหากไม่พบ Claude ฮูโก้พยายามซ่อมแซมหุ่นยนต์ที่ถูกขโมยโดยเชื่อว่ามันมีข้อความจากพ่อของเขา แต่เครื่องต้องการกุญแจรูปหัวใจที่พ่อของเขาไม่สามารถหาได้