열두 살 난 위고는 박물관 시계공으로 일하던 아빠가 갑작스런 화재로 죽자 술주정뱅이 삼촌에게로 가 기차역에서 벽시계들을 관리하며 살아갑니다. 어느 날, 박물관 화재 현장에서 우연히 자동인형을 발견한 위고는 아빠가 준 수첩에 적힌 대로 아빠를 대신해 신비한 자동인형을 고치기로 다짐한 후 부품을 구하기 위해 장난감을 훔칩니다. 그러나 장난감 가게 주인 조르주 할아버지에게 들켜 수첩을 빼앗기고 맙니다.
위고는 수첩을 돌려받기 위해 장난감 가게에서 일을 합니다. 하지만 위고는 수첩 없이 혼자 힘으로 자동인형을 수리하고, 자동인형을 작동시키기 위해 할아버지의 손녀 이사벨의 목에 걸려 있던 열쇠를 훔칩니다. 드디어 열쇠구멍에 열쇠를 넣고 돌리는데, 목걸이가 없어진 걸 알고 따라온 이사벨과 말다툼을 합니다. 그 사이 자동인형이 작동하기 시작하고, 글씨를 쓸 것이라 생각했던 자동인형은 글씨가 아니라 그림을 그립니다.

그림을 다 그린 자동인형이 조르주 멜리에스라는 이름을 쓰자 이사벨은 위고가 조르주 할아버지의 자동인형을 훔쳤다고 생각해 화를 냅니다. 이사벨과 위고가 실랑이를 벌이면서 그림은 반으로 찢어지게 되자 화가 난 위고는 이사벨의 집까지 쫓아가 실랑이를 벌입니다. 그러다가 결국 할머니에게 그림을 들키고 맙니다. 놀란 할머니는 할아버지에 그림을 보여주지 말라고 당부하지만 아이들은 옷장에서 더 많은 그림들을 찾아냅니다. 아이들이 그림을 찾아낸 사실을 알게 된 할아버지는 분노하며 그림들을 찢어버립니다.

할아버지의 행동이 이상한 위고는 영화에 관한 책을 뒤적이다 조르주 멜리에스가 죽었다고 적힌 르네 타바르의《꿈의 발명품》이란 책을 발견합니다. 친구 에티엔의 도움으로 르네를 만나게 된 위고는 조르주 멜리에스가 죽지 않았다고 알리고, 위고의 오랜 설득 끝에 조르주 멜리에스는 프랑스 영화 학교의 초청을 받아 다시 관객들의 환호를 받으며 당당히 환영 마술 무대에 서게 됩니다.

◆조르주 멜리에스는 누구일까요?
(1861.12.8~1938.1.21)
프랑스 SF 영화의 선구자이자 세계 최초의 종합 촬영소를 세운 프랑스 영화 감독입니다. 환상과 마술 세계에 푹 빠져 있던 조르주 멜리에스는 1896년부터 영화를 제작하기 시작했습니다. 1897년 이후 SF 효과를 내는 데 모든 노력을 기울였으며 세계 최초의 종합 촬영소를 세우기도 했습니다. 《달세계 여행》으로 최대의 전성기를 맺은 멜리에스는 1913년 파테 영화사가 벌인 법적 소송에서 패한 후 힘겨운 노년을 보내게 되었습니다. 홀연히 사라진 멜리에스는 사람들에게서 잊혀지기 시작했고, 많은 사람들은 그가 죽었다고 여겼습니다. 그러던 1929년, 프랑스의 《시네 주르날》 편집장인 레옹 드뤼오가 파리 기차역에서 장난감 가게를 하며 살고 있는 멜리에스를 발견하게 되면서 멜리에스는 다시 세상 밖으로 나오게 되었습니다. 주요 작품으로는 《걸리버 여행기》 《달세계 여행》 《해저2만리》 등이 있습니다.