Nella città immaginaria di PonteCacio, un'elegante città dell'epoca vittoriana, si dice che delle creature chiamate Boxtrolls (gnomi delle scatole), rapiscano e mangino i bambini. Lo sterminatore Archibald Arraffa stringe un patto con il sindaco Lord Gorgon-zole, offrendo di distruggere tutti i Boxtrolls in cambio di un posto nel consiglio cittadino, potendo così indossare la preziosa tuba bianca e partecipare alle serate di degustazione di pregiati formaggi. In realtà, i Boxtrolls sono creature pacifiche che indossando scatole di cartone e che emergono nottetempo dal sottosuolo per trafugare oggetti dalla spazzatura così da poterli usare per le loro bizzarre creazioni ed avventure. Un bambino di nome Uovo vive in mezzo a loro, cresciuto dal Boxtroll Pesce. In una decina d'anni, Arraffa - coadiuvato dai suoi tre "tirapiedi" Mr. Pasticcio, Mr. Nervetto e Mr. Trota - riesce a catturare quasi tutti i Boxtrolls, lasciando Uovo da solo con una manciata di amici. Winnie, la trascurata figlia di Lord Gorgon-zole, una sera che ha infranto il coprifuoco notturno, si accorge che Uovo sta rovistando tra i rifiuti con due Boxtrolls. Arraffa insegue il trio e riesce a catturare Pesce. Con l'intento di salvarlo, Uovo decide di recarsi in superficie "travestendosi" da umano; emerge da un tombino nel bel mezzo di una fiera annuale per commemorare la scomparsa del "piccolo Trubshaw" - bambino presunto rapito e ucciso dai Boxtrolls. Attrazione principale della fiera è uno spettacolo teatrale che mette in scena le supposte crudeltà dei Boxtrolls nei confronti degli indifesi umani; disgustato dalla rappresentazione inesatta delle creature, segue Winnie lontano dalla fiera. Lei lo riconosce come il ragazzo che ha visto la notte precedente e lo indirizza al quartier generale di Arraffa, una fabbrica abbandonata. Entrato furtivamente nella fabbrica, Uovo, trova Pesce imprigionato in una gabbia e lo libera, ma vengono catturati mentre cercano di fuggire. Arraffa riconosce Uovo come il piccolo Trubshaw e rivela che tutti i Boxtrolls catturati sono ancora vivi e vengono sfruttati per la realizzazione di una macchina misteriosa proprio per la loro grande abilità costruttiva e manuale. Winnie, avendo seguito Uovo fino alla fabbrica, lo aiuta a fuggire e finisce insieme a lui nel covo sotterraneo dei Boxtrolls. Qui, Winnie, inizialmente spaventata, apprende la verità sui Boxtrolls e convince Uovo di non essere uno di loro bensì un bambino umano. Pesce, interrogato sulla questione, spiega che il padre di Uovo - inventore ed unico uomo a non considerarli mostri - lo aveva affidato loro per tenerlo al sicuro da Arraffa. Winnie accetta di aiutare Uovo a raccontare la verità a Lord Gorgon-zole. Nel corso di una serata di gala per commemorare l'acquisto di una gigantesca forma di formaggio, Uovo cerca di affrontare Lord Gorgon-zole, ma inavvertitamente fa cadere il formaggio che rotola giù per le scale, fuori dal palazzo ed affonda nel fiume sottostante. Uovo si presenta come il piccolo Trubshaw, ma nessuno gli crede e Lord Gorgon-zole lo caccia fuori per aver fatto cadere il formaggio. Uovo torna alla caverna e cerca di convincere i restanti Boxtrolls della necessità di fuggire per la loro sicurezza. Improvvisamente Arraffa irrompe nella caverna a bordo di una grossa macchina, cattura l'intero gruppo, e li porta alla fabbrica. Uovo si sveglia dentro una gabbia e vede al di fuori il suo vero padre, Herbert Trubshaw, catturato anni prima da Arraffa e tenuto prigioniero per un decennio appeso a testa in giù - a causa di ciò appare evidentemente squinternato. Vede i Boxtrolls accatastati sotto una grossa pressa e li implora di correre, di scappare, ma la pressa viene attivata e schiaccia tutte le scatole. Arraffa, a bordo del suo temibile veicolo, si reca a casa di Lord Gorgon-zole, e mostrando le scatole dei Boxtrolls schiacciate come prova della loro eliminazione, esige, come da accordi, il cappello bianco di Gorgon-zole non appena avrà ucciso l'ultimo Botroll che per il momento pende, legato, dal grosso braccio meccanico del mezzo con cui è giunto fin lì. Il popolo, che ha seguito Arraffa ed i suoi tre "tirapiedi", inizia ad acclamarlo come salvatore, ma in realtà l'ultimo Boxtroll è proprio Uovo legato e travestito. Ad un tratto i Boxtrolls irrompono nella piazza in compagnia di Herbert. Si sono salvati grazie alle suppliche ed al coraggio che Uovo dalla gabbia in cui era rinchiuso è riuscito ad infondergli convincendoli a sgusciare fuori dalle loro inseparabili scatole poco prima di venire schiacciati. Arraffa allora cerca di prendere il cappello di Gorgon-zole con la forza, ma Uovo, Herbert ed i Boxtrolls mettono fuori uso la grossa macchina. Uovo ed Arraffa, che si fronteggiavano sopra di essa, cadono proprio sulla gigantesca forma di formaggio appena recuperata dal fiume. Arraffa, a causa di una grave allergia per il formaggio, si gonfia enormemente in modo mostruoso ed afferra la figlia di Lord Gorgon-zole costringendolo a consegnargli il cappello bianco. Entra quindi trionfalmente nella sala della degustazione, ma esplode dopo aver mangiato un boccone di un formaggio particolarmente raro e saporito. I cittadini (compreso Lord Gorgon-zole) non considerano più i Boxtrolls come mostri, ma come eroi, iniziando a vivere in armonia con essi. Winnie, sul palco della fiera, inscena la storia della fine di Arraffa applaudita dalla folla, Mr. Pasticcio e Mr. Trota sembrano essere stati reintegrati nella società e svolgono servizi socialmente utili (spazzano le strade), mentre Uovo e Pesce si divertono con le invenzioni di Herbert.