บิ๊กฮีโร่ 6 ออกฉายรอบปฐมทัศน์ในเทศกาลภาพยนตร์นานาชาติโตเกียว ครั้งที่ 27 เมื่อวันที่ 23 ตุลาคม พ.ศ. 2557 [8] ฉายรอบปฐมทัศน์ในระบบ 3 มิติในเทศกาลภาพยนตร์อาบูดาบี เมื่อวันที่ 31 ตุลาคม พ.ศ. 2557 [9] และออกฉายจริงในประเทศสหรัฐอเมริกา เมื่อวันที่ 7 พฤศจิกายน พ.ศ. 2557 [10]

ในการฉายภาพยนตร์บิ๊กฮีโร่ 6 ได้มีการฉายภาพยนตร์สั้นเรื่อง ฟีสท์ (อังกฤษ: Feast) เป็นภาพยนตร์สั้นฉายแปะหน้าภาพยนตร์บิ๊กฮีโร่ 6 [11] เป็นเรื่องราวเกี่ยวกับสุนัขพันธุ์บอสตันเทร์เรียร์ชื่อวินสตัน ที่ได้รับการประคบประหงมจากเจ้าของด้วยอาหารต่างๆ

ในประเทศไทย บิ๊กฮีโร่ 6 ได้ออกฉายรอบสื่อมวลชนที่ศูนย์การค้าเซ็นทรัลเวิลด์เมื่อวันที่ 26 พฤศจิกายน พ.ศ. 2557 [12] ออกฉายรอบพิเศษหลัง 13.00 น. ระหว่างวันที่ 27 พฤศจิกายน ถึง 3 ธันวาคม พ.ศ. 2557 [13] และออกฉายจริงเมื่อวันที่ 4 ธันวาคม พ.ศ. 2557 ในการฉายภาพยนตร์บิ๊กฮีโร่ 6ในประเทศไทย ก็มีการฉายภาพยนตร์สั้นแปะหน้าเรื่องฟีสท์ด้วย