Als Kind wollte Tim Goodman (Justice Smith) Pokémon-Trainer werden, doch diesen Traum hat der junge Mann mittlerweile begraben. Nachdem sein Vater Harry, ein berühmter Polizist, bei einem Unfall getötet wird, reist Tim nach Ryme City, um dessen Apartment auszuräumen. Dort trifft er auf ein mysteriöses Pikachu mit Detektivmütze, dessen Stimme (im Original: Ryan Reynolds) nur Tim verstehen kann. Für alle anderen ist es einfach nur ein knuffiges, gelbes Mäuse-Pokémon, das „pika, pika“ sagt. Das Pikachu ist überzeugt, dass Tims Vater noch lebt und möchte Tim dabei helfen, den Fall aufzuklären, denn es ist eines Tages ohne Erinnerung an seine Vergangenheit aufgewacht – und hat sich nur mit dem in die Mütze eingenähten Namen von Tims Vater auf die Suche nach Spuren begeben. Gemeinsam ermitteln die beiden in der futuristischen Metropole Ryme City und stoßen dabei auf eine eine Verschwörung, die das friedliche Zusammenleben von Menschen und Pokémons gefährdet…