Hollywood, 1947. Eddie Valiant (Bob Hoskins), un detective de poca monta, ha sido contratado para encontrar pruebas que demuestren que Marvin Acme, magnate del negocio de los artículos de broma y dueño de Toontown, está rondando a Jessica Rabbit, mujer fatal y esposa de la superestrella del Maroon Cartoon, Roger Rabbit. Cuando Acme aparece asesinado, todas las pruebas apuntan a Roger, que le suplica a Valiant que le ayude a encontrar al verdadero culpable.