Omdat de populaire cartoonster Roger Rabbit denkt dat zijn mooie vrouw Jessica vreemdgaat, huurt de studio privé-detective Eddie Valiant in om de zaak te onderzoeken. Valiant ontdekt vervolgens dat er inderdaad iets aan de hand is tussen Jessica en de succesvolle ondernemer Marvin Acme. Als Acme dan plotseling dood wordt gevonden, is Roger de voornaamste verdachte en wordt hij opgejaagd door de Judge Doom. Roger besluit om hulp te zoeken bij Valiant, die moet proberen de onschuld van het konijn te bewijzen.