1910년, 파리.
우아한 고양이 더치스와 그녀의 새끼 고양이 세 마리는 부유한 마나님 댁에서 그야말로 더 바랄 나위 없는 생활을 하고 있다.
폭신하고 안락한 보금자리, 최고급 식사는 물론이고, 자기 개발을 위해 꼬마 숙녀 마리와 장난꾸러기 베를리오즈는 음악 공부를, 터프한 꼬마 뚤루즈는 미술 공부를 할 정도다.
홀로되신 마님은 더치스와 그 새끼 고양이들을 너무나 사랑하셔서 돌아가신 후, 모든 유산을 고양이들 앞으로 남기겠다는 유언장까지 작성하셨다.
만약 고양이들이 모두 죽는다면, 그 때는 오랜 동안 마님의 곁에서 일해온 집사 에드가에게 그 유산이 돌아가도록 했다.
그런데, 문제는 에드가가 이 유언장의 내용을 엿들어버린 것이었다.
마님의 커다란 재산에 욕심이 난 에드가는 고양이들을 몰래 없애버리기로 마음먹고, 천둥이 치는 어느 날 밤, 고양이들의 우유에 수면제를 섞어 잠재운 후, 먼 시골 마을에 갖다 버린다.
잠에서 깬 더치스와 새끼 고양이들은 어떻게 된 영문인지 알 수도 없이 낯선 곳에 버려진 자신들을 발견하고는 깜짝 놀란다.
다행히도 세상물정에 밝은 떠돌이 고양이 토마스 오말리를 알게되고, 더치스의 미모에 반한 오말라는 그들이 파리의 집을 찾아가는 여정에 따라나선다.
험한 세상에 처음 나와보는 더치스 가족이었지만, 오말리 덕분에 어려운 고비도 무사히 넘기고, 마침내 파리에 당도한다.
여행의 마지막 날 밤, 오말리의 친구인 재즈 고양이 밴드의 집에서 밤을 지샌 더치스는 어려운 길에 동행해준 것과 좋은 친구들을 많이 소개해 준 것에 대해 오말리에게 다시 한 번 감사한다.
사랑에 빠진 오말리의 청을 거절하고 집으로 향한다.
마침내 집에 돌아온 더치스와 새끼 고양이들.
하지만, 기나긴 고생을 마친 그들을 기다리고 있는 것, 따뜻한 마님의 품이 아니라, 시커먼 속을 감춘 에드가였다.
눈엣가시 같은 고양이들이 다시 돌아오자, 에드가는 몰래 짐짝 속에 가둔 후, 먼 아프리카로 보내버리려 한다.
탐정 쥐 라거펠트의 도움으로 이 사실을 알게 된 오말리는 재즈 고양이 밴드의 도움을 받아 더치스와 새끼 고양이들을 구하러 달려온다.
오말리 일당과 라거펠트, 말 아줌마 푸루푸루가 협공을 펼치는 가운데, 에드가와 동물들 사이에 한바탕 싸움이 벌어지고, 동물 특공대는 아슬아슬하게 더치스 가족을 구하는데 성공한다.
탐욕을 부리던 에드가는 오히려 아프리카로 실려가는 신세가 되었다.
더치스와 새끼 고양이들을 되찾은 마님은 몹시 기뻐하며 오말리를 한 식구로 받아들이고, 마님의 저택에선 재즈 고양이 밴드의 연주와 더불어 흥겨운 파티가 열린다.
When Madame Adelaide Bonfamille leaves her fortune to Duchess and her childrenBonfamille's beloved family of catsthe butler plots to steal the money and kidnaps the legatees, leaving them out on a country road. All seems lost until the wily Thomas O'Malley Cat and his jazz-playing alley cats come to the aristocats' rescue.