Un detective privado asediado por las deudas acepta a regañadientes un trabajo que le propone el jefe de unos estudios de Hollywood. La estrella de los 'cartoons', un conejo animado llamado Roger Rabbit, anda demasiado descentrado por culpa de su mujer, Jessica, una atractiva cantante animada que le es infiel. Cuando el amante de Jessica aparece asesinado, todos señalan como culpable al conejo...