小男孩雨果生活在巴黎火车站的钟楼里，负责维护时钟运转。父亲在火灾中去世前，留下了一个坏掉的机器人。雨果相信，只要修好机器人，就能获得父亲留下的信息。他在玩具店老板乔治爷爷那里偷零件时被抓，却因此结识了老板的教女伊莎贝尔。伊莎贝尔有一把心形钥匙，恰好能启动机器人。机器人启动后画出了一幅著名的电影海报，这揭露了乔治爷爷的真实身份——电影先驱乔治·梅里爱。雨果和伊莎贝尔在追寻真相的过程中，不仅修复了古老的电影胶片，也修复了梅里爱破碎的梦想，让沉默的老人重新看到了自己作品的价值。
这是一封写给电影史的华丽情书。马丁·斯科塞斯用顶级的3D视觉，将机械的冰冷与梦想的热度完美融合。剧情不仅是冒险，更是对电影诞生之初那些魔幻瞬间的致敬。机器人作画的桥段，至今令人惊艳。
一个住在火车站的孤儿，必须修复一个会写字的机器人，才能解开父亲留下的秘密。
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