Thay vì làm theo loạt phim hoạt hình gốc nổi tiếng, Pokémon Detective Pikachu lại chọn theo tựa game Detective Pikachu mới ra mắt năm 2016 do Nintendo phát hành. Chuyện phim theo thân Tim Goodman (Justice Smith) - một chàng trai trẻ từ bỏ ước mơ trở thành nhà huấn luyện Pokémon sau cái chết của mẹ còn người cha Harry Goodman chỉ cắm đầu vào công việc.

Một ngày nọ, Tim nhận được tin cha anh đã mất trong một vụ tai nạn. Anh vội vàng đến Ryme City - nơi con người và Pokémon chung sống trong hòa bình - để thu dọn những gì còn sót lại. Tại đây, Tim gặp được một con Pikachu (Ryan Reynolds lồng tiếng) biết nói vốn là cộng sự của Harry ngày xưa. Với sự giúp đỡ của nữ phóng viên thực tập Lucy (Katheryn Newton), họ bắt đầu điều tra sự mất tích bí ẩn của người cha và từ đó khám phá ra vô số bí mật đen tối.