Nel cuore pulsante di Los Angeles degli anni '40, il confine tra realtà e animazione si assottiglia fino a confondersi nella frenetica Toontown, dove umani e cartoon convivono in un'armonia apparentemente perfetta. Tra loro si muove Roger Rabbit, coniglietto dal talento comico ineguagliabile e star del grandioso Maroon Cartoons. Ma quando Marvin Acme, magnate dell'omonima compagnia e proprietario di Toontown, viene trovato senza vita, ogni indizio sembra inchiodare il povero Roger al ruolo di unico colpevole.
In una città dove i pregiudizi nei confronti dei toon si celano dietro ogni angolo, l'unico spiraglio di speranza per Roger è rappresentato da Eddie Valiant. Questo investigatore privato dal passato tormentato e un'avversione marcata per i toon, dovuta a una tragedia personale, si ritrova malgrado sé a fare i conti con vecchie ruggini e un'etica professionale messa a dura prova. Coinvolto in un vortice di intrighi che lo superano, Eddie deve scoprire la verità prima che il giudice Doom, figura inquietante e con un'agenda oscura, porti a termine il suo piano di 'giustizia'.
Con la femme fatale Jessica Rabbit, moglie di Roger dalla bellezza mozzafiato e dal sospetto fascino, che si intreccia nella vicenda, la posta in gioco si alza vertiginosamente. Eddie e Roger si trovano così ad affrontare insidie, doppi giochi e rivelazioni che potrebbero cambiare per sempre il destino di Toontown.
In "Chi ha incastrato Roger Rabbit", il regista Robert Zemeckis tessuto una trama in cui mistero e comicità danzano insieme in un balletto di luci e ombre in technicolor, invitando lo spettatore a immergersi in un'indagine dove nulla è come sembra e ogni risata cela una verità da scoprire.