Le détective Pikachu se réveille un matin complètement amnésique. Il se lance à la recherche de son partenaire Harry Goodman. Cet accro à la caféine s'associe avec Tim, le fils de son ami qui est capable de comprendre son langage. Ensemble, ils mènent l'enquête dans la ville de Ryme – énorme métropole où humains et Pokémon coexistent pacifiquement. Au fil de leurs recherches, ils croisent plusieurs personnages Pokémon, plus ou moins belliqueux, et découvrent qu'un complot menace l'amitié entre les humains et les créatures extraordinaires...