В солнечной Калифорнии детектив Дэвид Старски, истинный энтузиаст своей работы, успешно раскрывает преступления, стремясь угодить своей матери, легенде правоохранительных органов, которая считает, что сын должен работать вдвойне усерднее. Но из-за постоянного давления Дэвид не находит общего языка с напарниками и часто их меняет. С другой стороны города, детектив Кен Хатч, несмотря на богатый опыт, непрерывно попадает в неприятности из-за своей импульсивности, что приводит к провалу его дел. Их шеф решает объединить двух детективов, и в первый же день совместной работы они выходят на след опасных наркоторговцев. Теперь, чтобы защитить свой город от наркотической угрозы, Старски и Хатч должны найти способ работать вместе, преодолевая свои различия и используя каждый свои уникальные навыки.
В конце фильма Старски и Хатч встречают очень похожих на себя людей, но только старых. Это оригинальные Старски и Хатч из одноименного сериала.
Фильм заканчивается песней «Sweet Emotion» группы Aerosmith.
Сцена в байкерском баре, где Хатч представляется как «Канзас» и «Тото», была взята из фильма «Беспечный ездок» (1969). Песня «The Weight» группы The Band в начале сцены взята из того же фильма.
В сцене в кафе полицейские подкалывают Бена Стиллера и сравнивают его с героем Мэла Гибсона в фильме «Смертельное оружие» (1987). «Смертельное оружие» 1987 года, а в фильме «Старски и Хатч» (2004) описываются события 70-х годов, т.е. «Смертельное оружие» никто еще не мог видеть.
Когда Старски совершает полицейский разворот через двойную сплошную на асфальте уже присутствует множество следов разворота.