Paris, anos 30. Hugo Cabret (Asa Butterfield) � um �rf�o que vive escondido nas paredes da esta��o de trem. Ele guarda consigo um rob� quebrado, deixado por seu pai (Jude Law). Um dia, ao fugir do inspetor (Sacha Baron Cohen), ele conhece Isabelle (Chloe Moretz), uma jovem com quem faz amizade. Logo Hugo descobre que ela tem uma chave com o fecho em forma de cora��o, exatamente do mesmo tamanho da fechadura existente no rob�. O rob� volta ent�o a funcionar, levando a dupla a tentar resolver um mist�rio m�gico.