Un detective privado que tiene que pagar una serie de deudas acepta un trabajo que le propone el jefe de unos estudios en Hollywood. La estrella de los cartoons, un conejo llamado Roger Rabbit anda preocupado y no se concetra en los rodajes. El motivo es que su mujer, Jessica, una atractiva cantante, le es infiel. Pero el amante de Jessica aparece asesinado y todos ven culpable al conejo.