當名偵探哈里·古德曼莫名失蹤後，他的兒子提姆 (賈斯特·史密斯飾) 遂展開了一場破案之旅。協助調查的人是哈里的前寶可夢同事：幹員皮卡丘 (萊恩·雷諾斯飾)，他是一個搞笑無厘頭又可愛的超級警探。這個獨一無二的團隊中唯一會與皮卡丘溝通的人類就是提姆，他們聯手展開一場解開重重謎團的刺激冒險。他們穿梭在一個人類與寶可夢共存的五光十色、高樓大廈參天、熱鬧非凡的超現實世界：萊姆市，發現各式各樣的寶可夢角色，並揭開一個可能會破滅人類與寶可夢和平共存和威脅整個寶可夢世界的驚人陰謀。