Quando o dono da cidade dos desenhos animados é encontrado morto, todos acusam a estrela Roger Rabbit. Sem mais a quem recorrer e com o Juiz Doom atrás dele, Roger implora a Eddie Valiant, o detetive que odeia desenhos animados, que encontre o verdadeiro assassino. Mas o enredo adensa-se quando o Eddie descobre escândalo após escândalo e percebe que até a existência da cidade corre perigo!
Corre o ano de 1947 em Hollywood e Eddie Valiant, um detetive em maré de azar, é contratado para encontrar provas de que Marvin Acme, magnata da Fábrica Acme e dono da cidade dos desenhos animados, está a ter um caso com a atraente Jessica Rabbit, mulher da estrela dos desenhos Maroon, o Roger Rabbit. Quando Acme é encontrado morto, todos acusam Roger Rabbit e o sinistro e sedento de poder Juiz Doom persegue-o para o levar à justiça. Roger implora a Eddie que encontre o verdadeiro assassino e o enredo adensa-se quando o Eddie começa a descobrir escândalo após escândalo e percebe que até a existência da cidade dos desenhos animados corre perigo. "Quem Tramou Roger Rabbit?", uma fusão de vanguarda de imagem real com desenhos animados, é diversão garantida.
Algumas sequências de luzes ou padrões intermitentes podem afetar os telespetadores fotossensíveis.