En un vibrante Los Ángeles de 1947, donde los lápices cobran vida y los personajes animados conviven con humanos, un famoso y exasperante conejo llamado Roger es acusado de un crimen que no cometió: el asesinato de su esposa, Jessica Rabbit, una voluptuosa femme fatale. Desesperado por limpiar su nombre, Roger busca la ayuda de Eddie Valiant, un cínico detective privado que odia a los "toons" tras una tragedia personal. A regañadientes, Eddie acepta ayudar a Roger.