הוגו הוא נער בן החי בין קירות תחנת הרכבת בפריז בשנות ה-30 של המאה הקודמת. הוא מכיר את כל המסדרונות האפלים והחדרים החשוכים, ומתפרנס ממתיחת שעונים ולפעמים גם מגניבה. כדי לשמור על סודותיו עליו להישאר אלמוני, אבל מפגש עם ילדה מוזרה ואיש זקן ומריר, בעל דוכן צעצועים בתחנה, מעמיד אותו בסכנה. חייו הסמויים של הוגו והסוד הגדול אותו הוריש לו אביו - עומדים להיחשף.
