Da kriminalbetjebnten Harry Goodman på mystisk vis forsvinder, begiver hans søn Tim (Justice Smith) sig ud på en rejse for at finde ud af, hvad der er sket. Med i eftersøgningen er Harrys tidligere Pokémon-partner, kriminalbetjent Pikachu (Ryan Reynolds), en vildt morsom, nuttet superdetektiv. Da de finder ud af, at de er nødt til at samarbejde, eftersom Tim er det eneste menneske, der kan tale med Pikachu, slår de sig sammen på et nervepirrende eventyr for at finde hoved og hale i det indviklede mysterie. Mens de jager sporene i de neonoplyste gader i Ryme Citys - en stor, moderne metropolis, hvor mennesker og Pokémon lever side om side - møder de forskellige Pokémon-figurer og opdager et rystende plot, der kan ødelægge den fredelige sameksistens og true hele pokemonuniverset.