Cuando el detective experto, Harry Goodman, desaparece misteriosamente, su hijo, Tim (Justice Smith) se embarca en una aventura para descubrir qué sucedió. En la investigación lo ayuda el antiguo compañero Pokémon de Harry, el Detective Pikachu (Ryan Reynolds), un súper detective adorable, divertido y ocurrente. Tim y Pikachu se dan cuenta de que increíblemente pueden comunicarse, y unen fuerzas en una aventura para develar el misterio enmarañado. Mientras buscan pistas en las calles resplandecientes de la ciudad Ryme, una vasta metrópolis moderna donde los humanos y los Pokémon comparten un mundo real hiperrealista, encuentran distintos personajes de Pokémon y descubren un complot impactante que podría destruir la convivencia pacífica y amenazar a todo el universo Pokémon.