劳伦斯·塔尔伯特（本尼西奥·德尔·托罗 Benicio Del Toro 饰）因幼时的悲痛记忆，离家多年并与家人鲜有联系。一日，在伦敦演出的劳伦斯被弟弟本杰明的未婚妻格温·康利弗（艾米莉·布朗特 Emily Blunt 饰）找到，康利弗告诉劳伦斯本杰明惨死的消息，并请求他回家乡黑色荒野进行调查。劳伦斯重新回到幼时生活的地方，此行他不仅想找出杀害弟弟的凶手，而且希望揭开母亲当年惨死父亲怀中的真相...

　　小男孩雨果（阿沙·巴特菲尔德 Asa Butterfield 饰）天生机械控。他寄宿巴黎火车站钟楼，偶尔会去玩具店偷些零件，用来修补父亲（裘德·洛 Jude Law 饰）留下的机器人。一次行窃，他被店主乔治•梅里埃（本·金斯利 Ben Kingsley 饰）当场抓获，因 忌惮带猎狗的巡警（萨莎·拜伦·科恩 Sacha Baron Cohen 饰）只得就范。乔治拿走了雨果父亲的遗物——一本机械手...