Cuando el detective de talla mundial Harry Goodman desparece en circunstancias muy extrañas, su hijo Tim (Justice Smith) comienza un viaje para descubrir qué ha ocurrido. Aunque no lo hará solo, le ayudará un investigador adorable y muy divertido que solía ser el compañero Pokémon de Harry, el detective Pikachu (Ryan Reynolds). Como Tim es el único humano que puede hablar con Pikachu, ambos se dan cuenta de que forman un equipo inigualable y se embarcan en una aventura frenética para resolver el enigmático misterio. A medida que buscan pistas en las calles de neón de Ciudad Ryme —una metrópolis moderna en crecimiento donde los Pokémon y los humanos conviven en un mundo de acción hiperrealista— se topan con varios personajes Pokémon y revelan un plan estremecedor que podría deshacer esta coexistencia pacífica y destruir todo el universo Pokémon.