小智重返真新鎮，夢幻計畫的邀約
小智與小豪回到關都地區的真新鎮，拜訪大木博士研究所。小豪雖然六歲時曾參加過大木博士的寶可夢夏令營並在那裡見過夢幻，但這卻是他第一次正式訪問研究所。大木博士向小豪介紹了目前正在招募成員的「夢幻計畫」（Project Mew），這是一個專門尋找夢幻蹤跡的計畫。然而，性格獨立的小豪起初對團體行動和接受任務感到排斥，因此婉拒了大木博士的邀請。
消失的烈焰猴與宿敵小茂的現身
小智在研究所與許久未見的寶可夢們如噴火龍、妙蛙種子、臭臭泥等重逢，卻發現烈焰猴不見蹤影。大木博士提到烈焰猴最近頻繁挑戰所內的火屬性寶可夢（如噴火龍、火岩鼠、炒炒豬、烈箭鷹），隨後便失蹤了。小智與小豪隨即展開搜索，在溪谷遇到了小智多年未見的青梅竹馬兼宿敵——小茂。小茂現在是一名寶可夢研究員，正根據數據追尋傳說中的寶可夢「火焰鳥」。他推測烈焰猴是感應到了火焰鳥強大的生命氣息，為了變得更強才前往挑戰。
激戰火焰鳥，小茂展現驚人實力
眾人在溪谷找到了正在挑戰火焰鳥的烈焰猴。面對傳說中的寶可夢，烈焰猴雖然鬥志高昂，但在屬性與力量上仍處於劣勢。小茂隨後派出水箭龜協助戰鬥，展現了卓越的戰術眼光與指揮能力，巧妙利用「高速旋轉」與「火箭頭錘」應對火焰鳥的強大招式「燃盡」。隨後，小豪與小智也加入戰鬥，小豪派出閃焰王牌，小茂則換上電擊魔獸。在眾人的合力攻擊下，火焰鳥最終振翅飛走，並掉落了一根燃燒的羽毛。
小豪的覺悟，正式加入夢幻計畫
小茂成功回收羽毛，並揭露這其實是他在「夢幻計畫」中的選拔任務。小茂以嚴厲的言語挑釁小豪，直言以他目前的實力根本無法勝任該計畫。這番話雖然讓小豪感到挫敗，但也激起了他的鬥志。看著小茂為了研究夢幻而勇往直前的背影，小豪意識到自己的渺小與不足，最終下定決心不再逃避，決定正式參加「夢幻計畫」。小智也表示會全力支持夥伴，兩人定下了新的目標，準備迎接未來的考驗。