Paris in den 1930ern: Der 12-Jährige Waisenjunge Hugo lebt versteckt in einem Bahnhof, wo er das Lebenswerk seines verstorbenen Vaters fortsetzen muss und täglich die Uhren des Bahnhofs aufzieht. Als er versucht einen von seinem Vater konstruierten, stark beschädigten Automatenmenschen wieder zum Laufen zu bringen, stößt er auf das Geheimnis seiner eigenen Herkufnt. Dabei begegnet er dem exzentrischen Bücherwurm Isabelle, muss sich mit dem kalten, reservierten Spielwarenverkäufer Papa Georges, den er schon des Öfteren bestohlen hat, herumschlagen und gerät dabei in ein magisches Abenteuer, das sein Versteck und all seine Geheimnisse aufzudecken droht. Eine mysteriöse Zeichnung, ein entwendetes, wertvolles Notizbuch, ein gestohlener Schlüssel und eine versteckte Nachricht seines verstorbenen Vaters stellen den Waisenjungen vor ein geheimnisvolles Rätsel.