抵達伊洛哈三島與衝突的開端
小智一行人在朝著下一個道館所在地綠嶺島前進的旅途中，來到了由伊之島、呂之島、波之島組成的「伊洛哈三島」。在前往伊之島寶可夢中心的船上，他們目睹了兩群小孩分別帶著獵斑魚與櫻花魚進行激烈的競速與爭吵。抵達中心後，喬伊小姐向眾人解釋，呂之島與波之島的居民關係非常惡劣，原因在於兩島對於珍珠貝進化的看法完全分歧：呂之島的珍珠貝只會進化成櫻花魚，而波之島則只會進化成獵斑魚，兩邊的居民都認為自己島上的進化型才是最好的。
小田卷博士的出現與珍珠貝的進化之謎
小智在島上巧遇了正在研究珍珠貝分歧進化的小田卷博士。博士說明珍珠貝進化成獵斑魚需要「深海之牙」，進化成櫻花魚則需要「深海之鱗」。隨後，波之島的少女奈美子與呂之島的少年喜久馬分別帶著小智一行人前往各自島嶼的神祕洞窟調查。博士發現，波之島洞窟的水中含有深海之牙的成分，而呂之島洞窟的水則含有深海之鱗的成分，這解釋了為何兩島的珍珠貝會有固定的進化傾向。
挖掘深海秘寶與少男少女的真心話
在調查過程中，奈美子與喜久馬坦承了自己的真心。身處波之島（獵斑魚派）的奈美子其實更喜歡優雅的櫻花魚，而呂之島（櫻花魚派）的喜久馬則嚮往帥氣的獵斑魚，但因為島嶼間的對立壓力，他們一直不敢說出真相。在小智與博士的鼓勵下，兩人決定追求自己真正喜愛的寶可夢。眾人在洞窟中成功找到了「深海之鱗」與「深海之牙」，並交給對方的珍珠貝攜帶。
火箭隊的襲擊與珍珠貝的順利進化
正當大家準備處理進化事宜時，火箭隊駕駛著巨大的「大鉗蟹Z」機器人突襲，試圖搶走所有進化後的寶可夢。小智派出龍蝦小兵與森林蜥蜴應戰。奈美子與喜久馬也展現了平時鑽研的成果，指揮珍珠貝使出強大的「鐵壁」與「みずでっぽう（水槍）」反擊。擊退火箭隊後，小田卷博士透過寶可夢中心的傳送裝置觸發道具進化的條件。當兩隻珍珠貝傳送回來後，奈美子的珍珠貝順利進化成美麗的櫻花魚，喜久馬的珍珠貝則進化成了威猛的獵斑魚。
兩島的和解與旅程的延續
看到兩個孩子打破成見，成功培育出心目中理想的寶可夢，呂之島與波之島的居民深受感動，兩座島嶼之間的隔閡也因此消失。島民們開始互相交換珍珠貝與進化道具，讓兩座島恢復了和平與交流。小智一行人告別了留在島上繼續研究的小田卷博士，帶著新的友誼回憶，繼續朝著綠嶺市的道館挑戰前進。