Hiro pun terpacu untuk bisa kuliah di Universitas yang sama dengan Tadashi, dan untuk bisa masuk ke Universitas tersebut Hiro diharuskan untuk mengikuti kompetisi, yang mengharuskannya membuat 1 produk inovatif yang mampu membuat investor tertarik.

Setelah berfikir keras akhirnya Hiro memutuskan untuk membuat microbots, sebuah konsep flexiform robot dalam jumlah yang besar.

Tibalah hari kompetisi yang dinanti-nantikan, Hiro yang didukung oleh Tadashi dan kawan-kawannya mempresentasikan karyanya di hadapan pengunjung, ia berhasil menarik minat seorang investor bernama Alistair Krei. Krei tadinya bermaksud membeli microbots karya Hiro namun akhirnya gagal, karena Hiro lebih mendengarkan saran dari Prof. Callaghan, dosen Tadashi.

Ketika akan pulang, mereka semua dikejutkan dengan kebakaran yang terjadi di gedung yang digunakan untuk kompetisi. Tadashi yang khawatir kepada Prof. Callaghan berlari menuju gedung, tak selang berapa lama terjadi ledakan yang dashyat, ledakan tersebut menewaskan Tadashi.

Hiro yang sedih ditinggalkan Tadashi menjalani hari-harinya dengan muram. Pada suatu hari ia mengaktifkan Baymax, robot kesehatan milik Tadashi. Awalnya Hiro merasa risih karena Baymax yang diprogram untuk menghandle orang yang sedang sakit berusaha menscan dirinya, Baymax bahkan menghubungi teman-teman Tadashi karena Hiro ‘sakit’, meski bentuk fisiknya terlihat besar dan lamban, kenyataannya Baymax nyaman dipeluk.

Satu-satunya microbots yang tersisa dari ledakan tiba-tiba bergetar, menandakan bahwa ada microbots lainnya masih aktif. Hiro kemudian mengajak Baymax untuk mencari microbots lainnya, mereka kemudian sampai di sebuah gudang tua di dermaga. Hiro menemukan bahwa ada orang seseorang yang memproduksi massal microbots miliknya, seseorang yang menggunakan topeng Kabuki.

Ketika akhirnya pandangan mereka bersinggungan sosok di balik topeng Kabuki menyerang Hiro, beruntung pada saat itu muncullah teman-teman Tadashi, mereka kemudian bersama-sama lari dari kejaran monster microbots, karena tidak punya tujuan sementara Fred mengajak mereka ke rumahnya.

Hiro kemudian mendapatkan ide untuk menjadikan diri mereka sebagai pahlawan super, ia kemudian meredesign kostum dan senjata untuk Fred, Honey Lemon, Gogo dan Wasabi, tentunya disesuaikan dengan karakter mereka masing-masing.

Hiro yang merasa curiga dengan Alistair kemudian berusaha mencari tahu, ia dan teman-temannya mendatangi markas Alistair yang berada di sebuah pulau. Disana mereka menemukan rekaman Alistair mengenai project teleportasi yang gagal, Alistair tanpa sengaja telah menghilangkan Abigail Callaghan pada project tersebut.

Pada saat itu tersiar kabar bahwa monster microbots menyerang kota, mereka lantas mengejar monster microbots dan berusaha menghancurkannya. Hiro kemudian tersedot ke dalam pusaran teleportasi dan menemukan Abigail terjebak di dalamnya, ia lalu membawa Abigail dan Baymax keluar dari pusaran teleportasi, namun Hiro kekurangan daya ketika dalam perjalanannya dan  agar Hiro bisa keluar Baymax memberikan dayanya.

Meski akhirnya Hiro dan Abigail selamat dari pusaran teleportasi, Hiro sangat sedih karena kehilangan Baymax.