凱那市的觀光與海洋博物館的誤會
小智一行人抵達了美麗的海濱都市凱那市。在參加完小遙的寶可夢華麗大賽後，眾人決定在停留的最後一天放鬆行程：小遙與小剛前往凱那市場購物，而對海洋科學感興趣的小智與小勝則前往著名的「海洋博物館」。然而博物館當天臨時休館，不甘心的小勝試圖從後門潛入，卻被一名叫洋介的少年誤認為是小偷，並指揮海豹球發動攻擊。隨後小智趕到，皮卡丘與海豹球展開對戰，混亂中海洋博物館的庫斯諾吉館長出現制止了爭鬥，並化解了這場誤會。
神祕的燒焦石與熔岩隊的現身
庫斯諾吉館長邀請小智等人進入博物館參觀。館內陳列著如吼鯨王等寶可夢的巨大模型，洋介也透露自己是館長的助手，夢想是與館長一起出海研究。館長展示了一塊近期從深海發現的神祕「燒焦石」，這塊石頭在海底曾承受過驚人的高溫，疑似與傳說中寶可夢的強大力量有關。此時，偽裝成刨冰販賣商的火箭隊三人組出現，利用令人頭痛的冷凍刨冰讓小智等人無法行動，並趁機捕捉了皮卡丘。
博物館內的激烈對峙
正當火箭隊準備進一步搜刮博物館財寶時，由火影率領的神祕組織「熔岩隊」也潛入博物館，目標正是那塊燒焦石。熔岩隊切斷了館內電源並包圍了眾人。火箭隊試圖阻攔熔岩隊，但在火影的大狼犬強大的實力面前，火箭隊的飯匙蛇與沙漠奈亞瞬間落敗，火箭隊也被擊飛，混亂之中皮卡丘得以脫困。隨後，小智與庫斯諾吉館長並肩作戰，分別派出皮卡丘、龍蝦小兵與海魔獅對抗熔岩隊的多隻大狼犬。
守護研究資料與新的旅程
在戰鬥過程中，館長委託洋介與小勝帶著燒焦石先行撤離。兩人帶著石頭從博物館高處跳入海中，依靠海豹球驚人的游泳速度甩開追捕。最終，火影指揮大狼犬發動「破壞光線」引發大爆炸，雖然熔岩隊成功奪走了大部分的燒焦石並搭乘直升機撤離，但小智與館長成功奪回了一小塊碎片。館長表示這塊碎片已足以支持後續的研究。在向庫斯諾吉館長與洋介告別後，小智一行人帶著新的目標，朝向擁有下一個道館的紫堇市前進。