Das Leben des 12-jährigen Hugo ist ein Leben zwischen der Zeit. Denn der Waisenjunge wohnt nicht nur in den Mauern des Pariser Bahnhofs und hält sich auf dem Dachboden hinter einer riesigen Uhr versteckt. Es ist auch seine Aufgabe, regelmäßig durch die großen Hallen zu wandern und dafür zu sorgen, dass alle Zeiger richtig gehen.

Seine einzigen Begleiter dabei sind ein Notizbuch und ein kaputter Roboter die einzigen Erinnerungsstücke, die ihm von seinem Vater geblieben sind - bis eines Tages Isabelle in Hugos Leben tritt.