Ketika detektif Harry Goodman menghilang secara misterius, putranya, Tim, bertekad mencari tahu kebenarannya. Dibantu oleh partner Pokémon ayahnya, Detective Pikachu—makhluk pintar yang lucu dan sarcastic—mereka menyelami dunia Ryme City, tempat manusia dan Pokémon hidup berdampingan. Namun, di balik gemerlap kota, konspirasi mengerikan mengintai, dan hanya mereka yang bisa mengungkapnya sebelum segalanya hancur.