雨果

1931年的巴黎，14岁的雨果·卡布雷特 (Hugo Cabret) 与在博物馆担任钟表匠的父亲相依为命。雨果的父亲在博物馆发现了一具坏掉的发明——一个上发条就能提笔写字的人型机械。父子俩试图修复它，并在笔记本中记录他们的工作。由于父亲意外去世，雨果只得与在蒙帕纳斯火车站工作的叔叔克劳德一道住进车站钟楼。克劳德是个酒鬼，并在某日忽然下落不明，雨果害怕被车站督察古斯塔夫·达斯特送进孤儿院，遂继续维修车站内的时钟伪装叔叔仍在，并偷取车站商店的面包牛奶维生。雨果继续修理着自动人偶，认为它包含他父亲留下的讯息，却发现机器需要一把心形钥匙才能启动。

雨果在玩具店偷零件时被脾气古怪的店主乔治抓到，乔治拿走了他的笔记本，威胁要毁掉它。幸赖乔治的教女伊莎贝尔协助，乔治才同意雨果在他的玩具店工作来交换笔记本与玩具零件。雨果和伊莎贝尔很快成了好朋友，并在得知乔治不准伊莎贝尔看电影后一起溜进电影院。在发现伊莎贝尔戴着心形钥匙后，雨果向她展示了自动人偶，自动人偶成功被钥匙启动并描绘出了 1902 年电影《月球之旅》中砲弹飞船射中月球场景的速写。伊莎贝尔注意到速写上的署名“乔治·梅里爱(Georges Méliès)”正是教父乔治的名字，就与雨果一起回家寻找线索，发现了包含这张速写在内的一箱划稿，但也很快被乔治发现，乔治在愤怒与沮丧中将两人赶出了房间。

雨果记得父亲曾与他描述过某部电影有过速写中的情景，和伊莎贝尔一起到图书馆查找资料，在那里巧遇电影研究家勒内·塔巴德（René Tabard），勒内告诉两人乔治·梅里爱是一名传奇电影大师，但作品在第一次世界大战后几乎散失，本人也因消声匿迹多年而被认为已经过世。当伊莎贝尔告诉勒内乔治仍然在世，他显得十分惊喜，遂与两人约定明晚携带乔治·梅里爱唯一的存世之作《月球之旅》拜访乔治家。

在乔治家中，勒内认出乔治的妻子让娜（Jeanne）正是梅里爱多部影片中的女演员热阿娜·达尔西（Jehanne d'Alcy）；一行人藉手摇放影机观看了电影，也吵醒了在房间休息的乔治。在让娜、伊莎贝尔与勒内的恳求下，乔治终于道出了自己的过去：数十年前，魔术师出身的他慧眼独具的注意到电影的潜力，他建立了工作室，创作了不计其数富有想像力的作品；但当世界大战的残酷令人们对梦想失去兴趣，他的电影事业也随之瓦解，乔治深陷不再被时代需要的挫折感，他烧毁工作室的一切，并把电影胶捲卖给了工厂制作鞋跟。最后，他感叹早年制造的精巧自动机虽然捐给了博物馆却也难逃丢失的命运，雨果意识到那正是他所修理的自动人偶。

雨果决定将自动人偶还给乔治，但却被得知克劳德死讯的古斯塔夫抓住了。古斯塔夫威胁要带雨果去孤儿院，趁隙逃跑的雨果逃进钟楼楼顶，靠着攀爬到钟楼外离地面数百英尺的时针一度摆脱追踪。但在逃出车站的路上，自动人偶不慎被人撞进轨道上。雨果跳下来取回它，差点被火车碾过，但在千钧一发之际被古斯塔夫所救。而乔治也及时赶到，告诉古斯塔夫这个男孩将由他照顾。

不久后，乔治成为电影学院的会员（教授），并因勒内教授探访各处寻回的他的多部电影胶捲公开展示而受到表彰。雨果和他的新家人与车站认识的善良人们在公寓里庆祝，而伊莎贝尔开始写下雨果的故事。