昏暗的霓虹灯下，阴冷潮湿的城市里栖息着两名神秘女子：克拉拉（杰玛·阿特登 Gemma Arterton 饰）和埃莉诺（西尔莎·罗南 Saoirse Ronan 饰）。她们以姐妹相称，固守着在都市一隅的方寸空间，不愿引起他人的注意。对于血族来说，这也许是最好的办法。只是在 命运的驱赶下，“安宁”注定与她们无缘，两人辗转来到了另一座城市。四处寻找生计的克拉拉偶然结识刚刚失去母亲的中年男子诺埃尔（丹尼尔·梅斯 Daniel Mays 饰），相似的境遇让他们感同身受。诺埃尔因此为这两名美丽女子提供栖身之所。                                                                      　　绵亘上百年的凄惶记忆，无以排遣的永生孤独，以及深锁心底的秘密，随着鲜红的血液缓缓流淌……

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——一本机械手册，令他心急如焚，他尾随至乔治家中，结识了养女伊莎贝拉（科洛·莫瑞兹 Chloë Moretz 饰），他恳求她帮自己保住手册。而伊莎贝拉则觉得此事蹊跷，于是两人结伴探秘。修好的机器人作画的落款却显示乔治的名字，让他们疑心顿起。终于他们发现了乔治家中装满画作的神秘柜子，并在图书馆的电影书籍中发现了乔治的身世。一位知情人的显身，让他们的奇幻冒险更添神秘……                                                                      　　本片根据布莱恩•瑟兹尼克的同名小说改编，是马丁•斯科塞斯的首部3D力作。