神祕的相遇與如願以償的願望
在前往雷文市的途中，小智一行人決定在野外露營。當喵喵獨自去撿柴火時，遇到了一隻神祕的寶可夢「大宇怪」。這隻大宇怪表現得非常友善，不僅主動提供木柴，還表示可以實現大家的任何願望。雖然大家一開始半信半疑，但大宇怪隨即憑空變出了天桐需要的斐亞果，讓眾人感到驚訝。疲憊的天桐隨口希望今晚能住在豪華的飯店裡，大宇怪便指引他們前往森林深處一座華麗的度假飯店。眾人被柔軟的床鋪吸引，很快就陷入了沉睡。
夢境世界的真相與夢境小偷
小智、艾莉絲與天桐在睡夢中被一陣爆炸聲驚醒，出現在他們眼前的是專門查緝超能力犯罪的君莎小姐，以及她的搭檔雙卵細胞球。君莎小姐揭露了一個驚人的真相：眾人現在正處於大宇怪製造的虛假夢境中。此時，自稱為「夢境小偷」的雷昂現身，他利用大宇怪操控大腦記憶的能力，將眾人困在夢中，並趁機偷走了皮卡丘、牙牙以及所有的精靈球。君莎小姐解釋，要逃離這個夢境有兩個條件：第一是所有人必須意識到這是在做夢並保持清醒；第二是必須找到夢境的「緊急出口」並使用超能力發動攻擊。
無限迴圈的夢境與逃脫大作戰
在雙卵細胞球的幫助下，眾人雖然多次擊破夢境出口，卻發現周遭的景物依然不對勁——天空中甚至出現了兩顆、甚至三顆月亮。原來，這是因為喵喵在夢中睡得太死，只要有一個人沒醒來，夢境就不會完全瓦解。為了喚醒喵喵，小智不得不讓皮卡丘對喵喵使用十萬伏特，艾莉絲也讓牙牙使用龍之怒，甚至利用斐亞果辛辣的滋味才終於讓喵喵徹底清醒。在大家完全意識到夢境的虛幻後，雙卵細胞球終於成功定位真正的出口，帶領大家回歸現實世界。
現實的回擊與雷文市的陰影
回到現實後，小智立刻指揮皮卡丘發動電球擊敗大宇怪，雷昂見狀自知不敵，試圖招攬喵喵一起去賺大錢卻被喵喵拒絕，最後雷昂與大宇怪被君莎小姐繩之以法。事件解決後，大家才發現晚餐所需的食材在大宇怪消失後也跟著不見了，只能帶著空空的肚子繼續前行。與此同時，在雷文市的地下鐵中，火箭隊的武藏和小次郎正在秘密執行某項測試任務，這反常的動向引起了地鐵總管北尚與南廈的注意，一場巨大的陰謀似乎正在這座城市醞釀中。