Bay City, Kalifornien, in den Siebzigerjahren: Bei der Verfolgung eines Verbrechers demoliert der Cop David Starsky (Ben Stiller) das geparkte Auto eines Unbeteiligten. Sein Kollege Ken Hutchinson (Owen Wilson) hat sich dagegen zum achten Mal mit einer Maske unkenntlich gemacht und einen Buchmacher ausgeraubt, angeblich, um sich als Undercover-Agent in eine Gangsterbande einzuschleusen. Jedenfalls müssen beide zu ihrem Chef, Captain Dobey (Fred Williamson). Der ordnet als Strafe an, dass die beiden ungleichen Polizisten als Partner zusammenarbeiten müssen.

Kurz darauf finden sie am Ufer eine Leiche. Hutch will sie zunächst ins Wasser zurückstoßen, damit sie weitertreibt, aber Starsky besteht darauf, den Fall zu übernehmen. Da klaut Hutch wenigstens das Geld aus der Brieftasche des Ermordeten, bei dem es sich um Terrence Meyers (David Pressman) handelt. Starsky und Hutch befragen Heather (Brande Roderick) die Freundin des Toten und gehen einer Spur nach, die zu dem halbseidenen Geschäftsmann Reese Feldman (Vince Vaughn) führt.

Zur gleichen Zeit kündigt Hutchs Informant Huggy Bear (Snoop Doggy Dogg) einen Kokain-Deal im Wert von 35 Millionen Dollar an. Haben Reese und die Wasserleiche etwas damit zu tun?

Über Big Earl, der gerade eine Haftstrafe absitzt, kommen Starsky und Hutch nicht nur an weitere Informationen, sondern auch an ein Probepäckchen mit einem weißen Pulver. Captain Dobey lacht seine beiden Polizisten jedoch aus: Es handele sich nicht um Kokain, meint er, sondern um Süßstoff.

Als Starsky etwas davon in seinen Kaffee schüttet, stellt sich heraus, dass es doch Kokain ist, und zwar eine geruchlose Sorte, die nicht einmal von den Schäferhunden der Drogenfahndung gefunden werden kann.

Offenbar fühlt sich jemand durch die Ermittlungen bedroht, denn auf Starsky wird geschossen und im Haus von Hutch explodiert eine Bombe.

Starsky und Hutch verkleiden sich als Pantomimen und schleichen sich auf einem Fest ein, das Reese Feldman für seine kleine Tochter gibt. Auf diese Weise gelingt es ihnen, ein Telefongespräch des Gastgebers zu belauschen, wobei sie den Eindruck gewinnen, dass sich das Kokain für den großen Deal in der Garage befindet. Sie nehmen Feldman fest und schießen das Garagentor auf, aber in dem Gebäude ist nichts außer einem Pony, das durch die Schüsse getötet wurde. Captain Dobey entschuldigt sich bei Reese Feldman und suspendiert die beiden Polizisten vom Dienst.

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So kurz vor dem Ziel geben Starsky und Hutch jedoch nicht auf. Sie mischen sich unter die Gäste einer von Reese Feldman ausgerichteten Tombola für Wohltätigkeitszwecke. Plötzlich glauben sie, Feldmans Vorhaben zu durchschauen: Das Kokain liegt in den Kofferräumen der als Gewinne ausgelobten Autos, und die Ziehung der Gewinnnummern wird so manipuliert, dass alles in die richtigen Hände kommt. Starsky und Hutch springen auf die Bühne und schießen einen Kofferraum auf. Wie von ihnen erwartet, ist er voller Kokain.

Feldman flieht mit seiner Geliebten und entkommt auf seine Yacht. Hutch bringt Starsky dazu, mit seinem rot-weißen Ford Gran Torino über die Kaimauer zu rasen, aber statt auf der vorbeifahrenden Yacht zu landen, schießen sie darüber hinaus, versinken im Wasser und können nur ihr eigenes Leben retten. Huggy Bear hat sich jedoch auf die Yacht geschlichen. Er schlägt Feldman nieder und findet die auf sieben Koffer verteilten 35 Millionen, die für das Kokain bezahlt wurden.

Die Polizei lobt Starsky, Hutch und Huggy Bear für die Aufklärung des Falls, die Festnahme des Drogenhändlers Reese Feldman und die Sicherstellung von 30 Millionen Dollar. Starsky und Hutch wissen allerdings, dass es eigentlich 35 Millionen sein sollten. Ein Geldkoffer fehlt, aber sie verraten nichts, zumal Huggy Bear einen neuen rot-weißen Ford Gran Torino für Starsky kauft.