2006年,为配合NDS版(钻石、珍珠版)的上市,TV动画同步推出全新系列《神奇宝贝钻石&珍珠》(PokémonDiamond&Pearl,简称DP)。对战开拓区篇结束后,小遥为了独自挑战城都地区的华丽大赛和小智告别,小胜回到了橙华道馆,小刚也回家去了。小智则受到了小茂的激励,独自带着皮卡丘和偷渡的长尾怪手前往神奥地区挑战联盟。新登场的女主角小光,其蓝本取自电玩NDS版。为了成为顶尖协调训练家,小光从家乡双叶镇来到了位于真砂镇的山梨研究所领取最初的神奇宝贝。
这天在小新居住的春日部附近,突然新开了一家叫“20世纪博”的游乐园。游乐园里到处播放着从前20世纪的旧的电视节目和电影,这里,一切都是从前时光的回放。每一个到了这里的大人,都沉浸在过去的旧时光里,而对小孩子来说,这些的东西一点意思都没有。令小新万万想不到的是,进入了游乐园的爸爸妈妈都不在理会其他事情,只是一直沉醉在以往的时光里。城里的大人们都进去了,只剩下了小孩子!这到底是谁的阴谋,小新他们能否粉碎这阴谋?
为了备考,落榜生五代裕作(二又一成配音)入住了名为“一刻馆”的集体公寓中,他即将在这里展开充满了曲折与汗水的新的奋斗旅程。除了裕作外,一刻馆中还住着各种各样稀奇古怪的人们——喜欢打听别人家长里短的太太一之濑花枝(青木和代配音)、神出鬼没有偷窥癖好的四谷(千叶繁配音)、个性直爽又认真的六本木朱美(三田友子配音),在这些人的“陪伴”下,裕作觉得自己和理想之间的距离越来越遥远了。音无响子(岛本须美配音)是公寓的管理员,也是裕作心目中的女神,在他心情落入低谷只是,只要响子的一句话、一个笑容,裕太就能重新找回自信。
晴朗时节,江户川柯南(高山南配音)和毛利小五郎(小山力也配音)、小兰(山崎和佳奈配音)以及少年侦探团的伙伴们一同来到京都,他们即将登上自卫队的宙斯盾战舰,体验一把出海作战的感觉,期间还结识了美丽又有着几分神秘的女自卫队员藤井七海(柴咲幸配音)。谁知快乐的氛围很快被恐慌所替代,战舰上突然发现一条断掉的手臂,消失的自卫队员又引起军方的恐慌与猜测。原来某国神秘间谍X已悄悄登上宙斯盾,伺机盗取战舰上的绝密情报。为了找出隐藏的对手,柯南和灰原哀(林原惠美配音)、阿笠博士(绪方贤一配音)、服部平次(堀川亮配音)以及远