Detective Pikachu, een schattige, hilarische detective die zelfs voor zichzelf nog een verwarring is. Als ze erachter komen dat zij het enige mens-Pokemon duo zijn dat elkaar kan verstaan, besluiten Tim en Pikachu samen te werken om het mysterie te ontrafelen. Jagend op aanwijzingen reizen de twee door de straten van Ryme City, een zorgeloze, moderne metropool waar mensen en Pokémon naast elkaar leven in een hyper realistische live-action wereld. Ze komen een enorme diversiteit aan verschillende Pokémon tegen en ontdekken een duister plot die de vreedzame balans tussen mens en Pokémon zou kunnen verstoren.