神秘的流星與皮寶寶的出現
正當小智、小霞與小剛朝著擁有最後一個徽章的煙墨市前行時，眾人在滿月之夜停下腳步賞月。突然，天空劃過一道巨大的流星，且並未消失而是墜落到山的另一頭。隨後，一個不明物體從天而降，小智的小小象奮力接住了它，發現竟然是一隻可愛的「皮寶寶」。根據圖鑑記載，皮寶寶是皮皮進化前的型態，傳說常在流星墜落的夜晚出現。這隻皮寶寶對救命恩人小小象產生了強烈的好感，兩隻寶可夢很快就打成了一片。
寶可夢不思議俱樂部的干預
就在小智一行人準備帶領皮寶寶尋找同伴時，自稱為「寶可夢不思議俱樂部（PFC）」的兩人組——健與瑪莉突然現身。他們主張皮寶寶是外星人，並試圖強行帶走牠進行科學研究。與此同時，火箭隊的武藏、小次郎與喵喵也盯上了這隻稀有的寶可夢。在混亂的追逐戰中，皮寶寶與小小象為了躲避兩方人馬的圍捕，朝著流星墜落的深山森林逃去。
皮皮們的宇宙船與零件爭奪戰
小智一行人追隨小小象的足跡，最終在山中發現了一艘墜毀的宇宙船，以及一群正在忙碌的皮皮。這群皮皮正是小智以前在月見山遇見過的同伴，牠們正因為宇宙船損壞而受困山中。為了修理飛船，皮皮們開始在森林中搜集零件。隨後趕到的火箭隊與PFC展開了激烈的科技對抗，火箭隊使出了最新的喵喵機械人，而PFC也拿出了各種誇張的尖端探測設備。然而，聰明的皮皮們趁著兩方爭執不下時，竟然將火箭隊與PFC機械上的重要零件全部拆卸下來，當作修補宇宙船的材料。
離情依依的進化與啟程
隨著宇宙船修理完畢並發動引擎，整艘船開始緩緩上升。然而，皮寶寶卻因為與小小象依依不捨而未能及時登船。眼看宇宙船越飛越高，這隻皮寶寶在強烈的願望與小小象的鼓勵下，身體突然發出光芒，進化成了「皮皮」。進化後的皮皮獲得了更強的飛行能力，最終在眾人的目送下，成功飛向空中並進入宇宙船，與同伴們一同飛向月亮。雖然小小象對新朋友的離開感到寂寞，但在小智的安慰下，牠理解了這是一場充滿希望的告別，眾人也帶著這段奇妙的回憶，繼續踏上前往煙墨市的旅程。