百代市博物館的緊急危機
小智、小光與小剛抵達了百代市，原本打算前往造訪百代道館，卻發現道館館主不在家。為了打發時間，眾人前往「百代歷史博物館」參觀。然而，館內突然響起警報，火箭隊的武藏、小次郎與喵喵化身為大盜，趁亂竊取了館內的傳說秘寶「金剛玉」。當地的君莎小姐帶著她的夥伴寶可夢臭鼬噗趕到現場，但火箭隊利用飯匙蛇的「黑霧」成功在大霧中逃脫，導致博物館隨即進入全面封鎖狀態。
尚志蒙受不白之冤
在封鎖的博物館內，小智一行人偶遇了之前的草屬性愛好者菜種，令人驚訝的是，菜種的真實身分竟是百代道館的道館館主。隨後，君莎小姐逮捕了一名可疑男子，竟是小智的朋友、寶可夢吟遊詩人尚志。由於監視錄影機拍到了向日花怪參與犯罪的畫面，而尚志身邊正好帶著向日花怪與毒薔薇，因此被君莎小姐列為頭號嫌疑犯。儘管尚志以歌聲與詩詞申冤，小智等人也極力擔保其清白，但當地君莎小姐仍堅持己見。
兩位君莎小姐的辦案競爭
就在局面陷入僵局時，來自關都地區常磐市的君莎小姐正好在當地觀光，她對這場推理提出了異議，認為證據不足。這引發了兩位君莎小姐之間的專業較量，雙方都誓言要比對方先找回金剛玉。為了幫助尚志洗清嫌疑，小智、小光、小剛與菜種決定派出長尾怪手、姆克鳥、波加曼、捲捲耳、泳圈鼬、草苗龜、胡說樹與不良蛙等所有夥伴寶可夢，在館內展開地毯式搜索，尋找真正的竊賊。
真相大白與金剛玉爭奪戰
在搜索過程中，波加曼與尚志失散的向日花怪會合，並識破了變裝成向日花怪的喵喵以及化身為貴族的武藏和小次郎。火箭隊眼見身分敗露，乾脆使出武力威脅。這時菜種展現了道館館主的強大實力，指揮她的草苗龜使出華麗的「葉暴風」救回金剛玉。最後，當地君莎小姐指揮臭鼬噗釋放出強烈的惡臭，讓火箭隊在惡臭中完全失去反抗能力，最後被擊飛到遠方。金剛玉平安歸還，尚志也終於恢復了自由。
神話的啟示與幕後的真兇
事件解決後，尚志向大家講述了關於神奧地方的古老神話，提到世界是由最初的生命創造，並由掌管時間的帝牙盧卡與掌管空間的帕路奇亞所守護。這段話讓小智等人感嘆寶可夢與世界的奧秘。然而，故事並未就此結束，火箭隊提到的「神祕時尚委託人」其實是躲在暗處的組織「銀河隊」。銀河隊的成員正在直升機上冷眼觀察這一切，暗示著這次竊案只是巨大陰謀的開端。最後，小智與菜種約定，將在整頓好狀態後正式挑戰百代道館。