偶遇落單的木棉球
小智一行人在前往雷文市的旅途中，小智的滑滑小子正與艾莉絲的牙牙進行特訓。此時，一隻落單的木棉球突然出現。天桐解釋，現在正值木棉球成群結隊尋找伴侶，並準備搭乘「彩虹之谷」吹起的季節風「鑽石微風」展開新婚旅行的季節。這隻落單的木棉球顯得心事重重，原來牠正暗戀著另一隻木棉球，卻因為戰鬥能力太弱，在告白時被對方用麻痹粉與葉快刀拒絕了。
特訓與成長
看到木棉球失落的樣子，熱心的小智決定協助牠進行特訓。小智與皮卡丘、滑滑小子引導木棉球練習閃避技巧與攻擊準度。艾莉絲與天桐也紛紛派出牙牙、石居蟹與花椰猴加入對戰，幫助木棉球掌握「棉花防禦」與「能量球」的使用時機。在大家的鼓勵與特訓下，木棉球逐漸變得自信，戰鬥技巧也有了顯著的進步。
擊退火箭隊的陰謀
當木棉球準備再次前往尋找心上人時，火箭隊的武藏、小次郎與喵喵突然現身。他們看準了木棉球集體行動的習性，企圖利用巨大的捕獲裝置將所有的木棉球一網打盡。在危急時刻，小智派出波波鴿與皮卡丘反擊，木棉球也運用特訓的成果，利用大量的棉花遮蔽火箭隊的視線，最終成功炸毀捕獲裝置，解救了受困的同伴並擊退了火箭隊。
收獲戀情與美麗的啟程
回到木棉球群中，主角木棉球再次向心儀的對象告白。雖然出現了其他強力的競爭對手，但經過特訓的木棉球展現出壓倒性的實力，成功擊敗了對手，贏得了對方的芳心。最後，一行人來到美麗的彩虹之谷，在滿月後的「鑽石微風」吹拂下，山谷散發出如鑽石般的閃耀光芒。小智、艾莉絲與天桐在漫天飛舞的木棉球群中，目送著這對佳偶與同伴們一起隨風飛向遠方，繼續他們的旅程。