アニメ映画のスター、ロジャー・ラビットは最近妻ジェシカが浮気をしてるという噂を聞き撮影中にNGばかり。一方、探偵のエディ・バリアントはトゥーンに弟を殺されて以来アニメを憎み、大好きだったトゥーンに関わる仕事を辞めて酒びたりの生活を送っていた。ある日、エディは映画会社の社長にジェシカの浮気現場を押さえるように依頼される。何とか証拠を掴みロジャーに見せた翌日・・・ジェシカの浮気相手が何者かに殺害された。容疑者になってしまったロジャーは、エディの協力を求め、真犯人を探し始めるが・・・。
1947年、ハリウッド。トゥーンタウンのスター、ロジャー・ラビットは最近セクシー美女の妻ジェシカの浮気のことで悩んでいた。撮影所長のマルーンは、浮気の決定的な証拠写真を突き付ければ、ロジャーも観念して演技に打ち込むようになるだろうと考え、落ち目の探偵エディにその調査を依頼する。エディはかつてトゥーン達のために大仕事していたのだが、弟がトゥーンに殺された事件をきっかけに、すっかり酒びたりになってしまっていた。バーを営む恋人ドロレスの借金を返すため、しぶしぶ承諾して出かけたエディは、ジェシカがおもちゃ会社の社長、マービン・アクメと密会している現場に遭遇する。その写真を見たロジャーは大ショック!そのまま行方不明に・・・。翌日、そのアクメが殺された。担当刑事のドゥームは犯人をロジャーと決めつけ、死刑にするよう手下に命じる。エディの部屋にかくまわれていたロジャーは、アクメを殺してないと言う。殺されたアクメが残した遺言状も消えた。どうやらこの事件には、トゥーン・タウン乗っ取りの陰謀が隠されているらしい。真犯人はいったい誰なのか!?その謎を追うエディとロジャーに、さらなる危機が迫る!!※この作品には、タバコおよび喫煙のシーンが含まれています。
この作品には激しい光の点滅を伴うシーンが含まれています。光に敏感な方はご注意ください。