某天，秀力博士因爲發現未知圖騰的木刻板而神祕失蹤，留下小美孤單一人生活在大宅內。
由助手幫忙帶回的木刻板上記載了許多類似英文字母的圖騰，感到無限孤獨的小美便順手排出了爸爸、媽媽、我（papa、mama、me）等文字。
而不知名的寶可夢“未知圖騰”就因此被召喚來到這世界上。由於“未知圖騰”的力量，小美所居住的大房子漸漸被結晶所包圍而形成了結晶塔。
“未知圖騰”爲小美建造結晶塔，是爲了幫助小美忘卻父母不見後的孤寂，但卻加深小美深陷在完美的幻象世界裏，漸漸的她的心逐漸化爲結晶，整座塔也被水晶所覆蓋。並不斷向外擴展，使得小美與世隔絕；還創造出了炎帝扮作小美的父親。
與此同時，四處旅行的小智一行人邂逅了訓練家小凌，雙方進行了對戰後結成朋友。
他們來到了綠地鎮，發現結晶繼還在續向外擴散，開始吞噬一切。這時秀力博士失蹤的消息已經傳到了真新鎮，大木博士和小智的母親花子因爲掛念他的安危也趕來了。
由於小美想要媽媽，在塔中化身爲她爸爸的炎帝，便催眠了小智的媽媽，並將她綁架進結晶塔充當小美的媽媽。小智此時已經無法置身事外，必須設法驅除未知圖騰們，解救媽媽和小美，擺脫結晶塔神祕力量的控制。
小智、小霞、小剛還有他們的寶可夢在小凌給予的寶可裝置的幫助下，一邊同在寶可夢中心的大木博士保持聯繫，一邊向着結晶塔進發。
跟蹤皮卡丘而來的火箭隊三人組也嘗試着調查宅邸，結果被炎帝擊飛掉入了宅邸深處。小美在電視裏看到小智一行人並進入了夢鄉，幻想着她成爲了一名寶可夢訓練家。
爲了拖延時間，小剛讓小智和小霞先行離開，自己留下與小美對戰。但小美幻想的寶可夢們實力遠勝小剛；隨後小美又幻想自己成爲了一名道館館主，與小霞進行了水下友誼賽，但勝負未決。
小智終於找到了小美和花子，但是此時小美心靈已經被扭曲的幻象迷惑，認定誰都不能搶走她的幸福，厚重的心防使得小美拒絕同小智離開結晶塔。炎帝阻止小智同花子離開，並向小智發動了攻擊。
小智和皮卡丘被炎帝打下懸崖，但在噴火龍山谷得到消息的噴火龍及時趕到，將小智和皮卡丘救起。小智隨後騎上噴火龍與炎帝展開激烈的殊死戰，但最終仍被炎帝從空中擊落。
就在小智即將墜入深淵之時，被小霞和小剛拉住，而火箭隊也施以援手，將小智救起。憤怒的炎帝想要給予噴火龍致命一擊，但清醒過來的小美命令前者住手並懇求其停止戰鬥。小智和他的朋友們說服小美同他們一道離開，炎帝隨即坦承，它是由未知圖騰製造出來扮演小美父親的。
在衆人的勸說下，小美決定與大家一起走出大宅，但此時未知圖騰們突然失去控制，並試圖將一行人封鎖在宅邸裏。
衆人逃到未知圖騰所在的大廳，皮卡丘和噴火龍試圖攻破保護着未知圖騰們的力場，但最終失敗。這時炎帝趕到，在小美的信念支持下，大家齊心協力擊破了結界，而炎帝也回到小美的夢中了。未知圖騰們隨即回到了異次元並收回了對於現實世界的所有影響，把秀力博士送回了最初他失蹤的遺蹟。
一行人終於來到了外面，見到了大木博士和小凌等人。在片尾中，小智一行人與小凌告別；小美得到了一隻熊寶寶並與父親重逢——其後，又與母親重逢。