L’orologio della stazione ferroviaria di Parigi è un ottimo punto di osservazione per il ragazzino dalle mille risorse, Hugo Cabret. Alla morte dei suoi genitori Hugo (Asa Butterfield) è costretto ad andare a vivere con lo scontroso e ubriacone dello zio paterno, addetto alla manutenzione degli orologi nella stazione ferroviaria di Parigi ed è proprio lui a insegnargli tutto sugli orologi. Tuttavia, il ragazzino è più impegnato a cercare di scoprire un segreto di suo padre che a segnalare la scomparsa dello zio, ma ciò lo porterà a incontrare un particolare venditore di giocattoli, Papà George (Ben Kingsley) e la sua figlia adottiva Isabelle (Chloë Grace Moret).