蒂姆·古德曼 （贾斯提斯·史密斯饰）发现他在莱姆市担任警察的父亲哈里失踪了。蒂姆来到莱姆市调查他父亲的失踪案。莱姆市是宝可梦和人类和谐共存的乌托邦，蒂姆在这里遇到了记者露西 （凯瑟琳·纽顿饰），后者认为哈里的失踪和一场巨大的阴谋有关。当蒂姆来到他父亲的办公室，他遇到了哈里之前的宝可梦搭档，大侦探皮卡丘。人类无法懂得宝可梦的语言，但不知道为什么蒂姆却听得懂皮卡丘说话。后者解释说，在哈里离开的这段时间它可以代替对方，只不过它患有健忘症很容易遗漏事情的细节。想要成为世界一流侦探的皮卡丘，开始帮助蒂姆寻找他的父亲。一起结伴同行的还有露西和她的宝可梦可达鸭。随着探险的深入，皮卡丘和蒂姆发现了一个将会摧毁莱姆市的可怕阴谋 。