Di dunia di mana orang mengumpulkan Pokémon untuk bertarung, seorang bocah lelaki menemukan Pikachu yang pandai berbicara yang berusaha menjadi detektif.
Di alam semesta Pokemon, Tim Goodman adalah seorang salesman asuransi berusia 21 tahun yang telah meninggalkan pelatihan Pokemon karena kematian ibunya dan tidak adanya ayahnya, Harry. Dia melakukan perjalanan ke Ryme City - sebuah kota metropolitan di mana manusia dan Pokemon hidup bersama secara setara - untuk mengumpulkan aset Harry setelah kematiannya yang jelas dalam kecelakaan mobil. Di apartemen Harry, Tim bertemu Pikachu berpakaian deerstalker yang bisa berbicara dan hanya dia yang bisa mengerti; pasangan kemudian melarikan diri dari serangan oleh pihak Aipom [b] di bawah pengaruh gas ungu berlabel "R" yang Tim secara tidak sengaja dilepaskan setelah diperiksa. Mereka berteduh di kafe tempat Pikachu mengungkapkan bahwa dia adalah detektif amnesia yang merupakan mitra polisi Harry, dan bahwa mereka sedang menyelidiki sebuah kasus bersama ketika Harry menghilang. Mereka mencari Lucy Stevens, kolumnis besar dan calon reporter yang curiga atas kematian Harry, yang sebelumnya ditemui Tim. Dia memimpin Tim dan Pikachu ke Ryme Wharf dan, setelah menginterogasi Mr. Mime di sana, diarahkan ke arena pertempuran Pokemon ilegal yang dimiliki oleh Sebastian. Dia menuntut pertandingan ulang dengan Pikachu, yang sebelumnya mengalahkan Sebastian Charizard. Namun, setelah Sebastian memberi Charizard dosis gas R, Tim mencoba menyelamatkan Pikachu selama pertandingan ulang. Sebastian kemudian salah menangani gas R dan secara tidak sengaja melepaskannya ke dalam stadion, menyebabkan kekacauan. Sebastian mengatakan kepada Tim bahwa ia mendapatkan gas R dari "dokter".Setelah menghadapi letnan polisi Hideo Yoshida tentang kematian Harry yang nyata dan kemungkinan untuk selamat, Tim dan Pikachu dibawa ke depan dermawan Ryme City, Howard Clifford, yang mengungkapkan kepada Tim bahwa Harry benar-benar selamat dari kecelakaan mobilnya, yang disebabkan oleh serangan dari baru-baru ini. melarikan diri Mewtwo, yang membawanya pergi dan meninggalkan Pikachu dengan amnesia. Howard memperingatkan mereka tentang putranya, Roger, yang ia klaim secara de facto mengendalikan perusahaannya dan kota itu. Tim dan Pikachu merekrut Lucy dan Psyduck-nya dalam ekspedisi ke fasilitas lab yang sedang diselidiki Harry, di mana mereka mengetahui "dokter" Sebastian adalah seorang peneliti yang dibantu oleh Harry, yang telah bereksperimen dengan Mewtwo, ditangkap kembali setelah melarikan diri 20 tahun sebelumnya. [C] Mereka segera diserang oleh beberapa Greninja yang mengusir mereka keluar dari gedung, tetapi ditangkis oleh Psyduck. Mereka kemudian melarikan diri dari medan Torterra kolosal, tetapi Pikachu terluka parah. Tim berhasil berkomunikasi dengan Bulbasaur dan membawa Pikachu ke tempat terbuka di hutan tempat mereka disambut oleh Mewtwo, yang menyembuhkan Pikachu. Mewtwo mencoba mengungkapkan maksudnya, tetapi ditangkap oleh Roger. Berpikir bahwa dia mengkhianati Harry ke Mewtwo yang penuh dendam, Pikachu meninggalkan Tim sementara yang lain kembali ke Ryme City untuk memperingatkan Howard. Pikachu datang melintasi area di mana kecelakaan mobil Harry terjadi, dan menemukan bukti bahwa Greninja menyerang Harry, bukan Mewtwo.Tim mencapai Howard, tetapi belajar terlambat bahwa ia bermaksud untuk mentransfer kesadarannya ke Mewtwo dan menggunakan kekuatannya untuk menggabungkan Pokémon dengan pemiliknya, dengan bantuan gas R. Dia juga mengetahui bahwa "Roger" sebenarnya adalah Ditto yang berubah bentuk, dengan Roger yang asli telah diikat dan disembunyikan. Ketika Howard dalam tubuh Mewtwo mulai menyatukan manusia dengan Pokémon, Pikachu tiba dan akhirnya memanggil kekuatan listriknya untuk melawan Mewtwo, menangkis Mewtwo cukup lama sehingga Tim bisa membebaskan Mewtwo dari kendali Howard. Mewtwo mengembalikan semua orang ke keadaan normal ketika Howard ditangkap oleh polisi, dan mengungkapkan bahwa Harry sebenarnya menyatu dengan Pikachu untuk menyembuhkannya; perpaduan itu menghapus ingatan Harry sambil menjaga kesadarannya di dalam Pikachu. Setelah Mewtwo menyatukan mereka dengan bantuan Tim, Harry yang sepenuhnya dihidupkan kembali menawarkan Tim kesempatan untuk pulang, tetapi Tim memutuskan untuk tetap tinggal untuk belajar bagaimana menjadi seorang detektif dan menghabiskan waktu bersamanya dan Pikachu.
