Pokemon Sun ed Moon: inizia con un filmato di un personaggio chiamato Lillie e il suo Pokemon, un Cosmog soprannominato Nebulino. Sta tentando di fuggire dalle guardie e il Pokemon usa un lampo luminoso, creando una sorta di esplosione mentre si nasconde nella sua borsa. Il gioco passa al personaggio del giocatore che arriva ad Alola sull'isola di Mele Mele, dove viene presentato al Professor Kukui e al suo giovane amico Hau.

Il personaggio del giocatore finisce per incontrare Lylia il cui Cosmog viene attaccato su un ponte. Il giocatore riesce a salvare il Cosmog ma il ponte si rompe e un Pokemon leggendario chiamato Tapu Koko viene in loro soccorso. Questo pone il personaggio del giocatore su un destino lastricato di grandezza e gli viene assegnato uno dei tre Pokemon iniziali insieme al compito di completare sette prove attraverso le quattro isole di Alola, tra cui Mele Mele, Isola Akala, Isola Poni e Isola Ula'Ula. .

Durante il viaggio il personaggio del giocatore interagirà con Hau e Lylia, oltre a combattere vari teppisti e ladri lungo il percorso del Team Skull. Durante i viaggi il personaggio giocante inizia a comprendere i segreti di Alola e come invece di avere le tradizionali battaglie in palestra si affrontano le sette prove attraverso le quattro isole. Chiunque completerà tutte le prove, sconfiggendo i Pokemon Totem dopo averli evocati, dovrà poi confrontarsi con i Superquattro per provare a diventare il Gran Maestro Allenatore di Pokemon di Alola. Il personaggio del giocatore guadagnerà cristalli Z-Power dagli allenatori per diventare abbastanza forte da combattere i Pokemon Totem e possibilmente anche affrontare il guardiano dell'isola, Tapu Koko.

Lungo la strada viene rivelato che Lylia rimarrà con il Professor Kukui finché non potrà rimettersi in piedi. Sia lei che il Cosmog vengono trovati su una spiaggia di Alola, privi di sensi, e il Professore e sua moglie prendono con sé Lylia e il Cosmog per curarli di nuovo in salute.

Lylia è intenzionata ad aiutare il Cosmog a tornare a casa. Questo porta lei, il personaggio giocante e Hau su un'isola segreta tra le quattro isole principali chiamata Aether Paradise, dove viene rivelato che esistono Pokemon speciali conosciuti come Ultracreature da dimensioni alternative. La struttura di ricerca studia queste bestie e i portali che conducono ad esse per comprendere meglio le Ultracreature.

Quando alla fine finiscono sull'isola di Ula'Ula, scoprono che Solgaleo e Lunala hanno combattuto ferocemente ad un certo punto sulle isole di Alola dopo che Solgaleo aveva terrorizzato la gente. Lunala venne in soccorso e alla fine ebbero un erede sotto forma di Cosmog.

Il leader del Team Skull, Guzma, tenta di sovvertire il tentativo di Kukui di costruire una Lega Pokemon su Alola, ma il Professore usa il personaggio del giocatore per combattere Guzma e umiliarlo di fronte ai suoi amici. Dopo il combattimento Iridio, un membro emo del Team Skull, avverte Hau e il personaggio giocante che devono proteggere Cosmog dal Team Skull e altri che cercano di metterci le mani sopra perché ha la capacità di evocare mostri leggendari. Questo porta il personaggio del giocatore a combattere nella base del Team Skull per distruggerlo una volta per tutte.

Tuttavia, mentre il personaggio giocante combatte il Team Skull nella loro base, un altro membro chiamato Plumeria cattura Lylia e Cosmog. Iridio guida il gruppo all'Æther Paradise per salvare Lylia e Cosmog.

Scoprono che Cosmog è presumibilmente un'Ultracreatura proveniente da un'altra dimensione chiamata Ultraspazio e che sotto costrizione il Cosmog può aprire gli Ultravarchi verso nuove dimensioni. L'Aether Paradise tenta di squarciare Cosmog per usarlo per aprire le dimensioni a proprio vantaggio.

Il personaggio giocante e Hau arrivano finalmente all'ufficio principale dove scoprono che Lylia è la figlia di Samina, il capo dell'Æther Paradise. Lylia tenta di salvare Cosmog dal centro dopo che è stato catturato durante una tempesta di meteoriti una notte.

Samina rivela che Iridio è suo figlio e che Lylia è il fratello di Iridio. Ha intenzione di usare Cosmog per aprire l'Ultravarco e far entrare l'Ultracreatura nel mondo e devastare Alola. Ha intenzione di permettere a Cosmog di morire nel processo.

Durante la prova dell'Isola di Poni, il personaggio del giocatore e Lylia finiscono per avventurarsi in cima al santuario dove usano il Flauto del Sole e della Luna per evocare i grandi Pokemon leggendari. Cosmog esce dallo zaino di Lylia e si evolve in Solgaleo o Lunala.

Nebulino, ora un Pokemon leggendario, porta il personaggio del giocatore e Lylia nell'Ultraspazio per trovare sua madre, che ha finito per teletrasportarsi nello strato delle Ultracreature durante l'apertura del wormhole.

Alla fine trovano Samina che si fonde con Nihilego per diventare un boss ultra-tentacolare, ma fortunatamente non tenta di violentare sua figlia.

Dopo aver sconfitto la forma finale di Samina, escono dall'Ultraspazio e sigillano gli Ultravarchi, salvando Alola dalla completa distruzione. Il personaggio del giocatore ha l'opportunità di combattere Nebulino e diventare il suo magnaccia. Dopo aver affrontato le Ultracreature, catturato Nebulino e sottomesso Samina, il viaggio per diventare un Grande Campione continua.

La sfida finale tra Pokemon Sun ed Moon: si svolge sul Monte Lanakila, dove il Gran Campione viene incoronato dopo aver sconfitto i Quattro Elite, che consistono in precedenti donatori di prove come Olivia, Aceroyal, Kahilia e Hula. La battaglia finale incoronerà il primo Gran Campione della Lega Pokemon di Alola e tenterà di far riconoscere la regione in modo che possano eventualmente diventare un Campione del Mondo Pokemom. Quest'ultimo combattimento vede i giocatori affrontare il Professor Kukui in una rissa totale per diventare il primo Gran Campione di Alola.

Successivamente organizzano una grande celebrazione del festival, ma Lylia e il personaggio del giocatore sgattaiolano al santuario dove era originariamente diretta all'inizio del gioco con Nebulino. Vanno al santuario per scoprire Tapu Koko, ingaggiando un'ultima battaglia con il grande guardiano delle isole Alola. I giocatori hanno la possibilità di catturare con successo i Pokemon.

Lylia alla fine decide di partire per prendersi cura di sua madre costretta a letto, Samina. Hau promette di scriverle e il personaggio del giocatore torna a casa dalla madre mentre scorrono i titoli di coda.