هوگو کودک باهوشی با دنیای اسرار آمیز میباشد که در دهه 1930 میلادی در پاریس زندگی میکند و شغل پدرش نگهداری و سرویس ساعت های موجود در ایستگاه های قطار میباشد. هوگو که به واسطه شغل پدر  علاقه وافری به داستگاههای مکانیکی پیدا کرده است درصدد تکمیل آدمک مکانیکی کوچکی میباشد که توسط پدرش در موزه پیدا گردیده است ولی مرگ پدر سبب می گردد که در وضعیت دشواری بین انتخاب زندگی در پرورشگاه و یا فرار مداوم، قرار گیرد.
هوگو که راه دوم را برگزیده است اکنون مجبور است در مخفیگاه های بین تونل ها و ایستگاه های راه آهن زندگی دشواری را سپری نماید. هوگو که با سرقت های کوچک غذا و ... زندگی خود را می گذراند مصرانه به رویای تکمیل آدم آهنی خود ادامه می دهد. زندگی هوگو در این شرایط تحت تاثیر آشنایی با پیرمرد عبوس و بد بداخلاقی به نام ملیس دگرگون می گردد که در هنگام سرقت قطعه ای اسباب باری اورا غافلگیر می کند ولی در نهایت جذب ذکاوت و هوش فراوان هوگو گردیده و نقشی تعیین کننده در زندگی او بازی می کند. اما ان پیرمرد یک فرد عادی نیست بلکه گذشته ای درخشان داشته و هوگو با فهمیدن این موضوع سعی میکند پیرمرد را به گذشته درخشانش بردارد.