ในปี 1910 แม่แมวชื่อ Duchess และลูกแมว สามตัว ชื่อ Berlioz, Marie และ Toulouse อาศัยอยู่ในกรุงปารีสกับ Madame Adelaide Bonfamille อดีตนักร้องโอเปร่า และ Edgar บัตเลอร์ชาวอังกฤษของเธอ แมวเป็นสัตว์เลี้ยงที่ได้รับการเอาใจใส่เป็นอย่างดี ใช้ชีวิตหรูหรา และมีวัฒนธรรมทางศิลปะและดนตรีเช่นเดียวกับเจ้าของ
ในขณะที่กำลังเตรียมพินัยกรรมกับทนายความสูงอายุ Georges Hautecourt มาดามประกาศว่าทรัพย์สมบัติมหาศาลของเธอจะมอบให้กับแมวของเธอก่อน จากนั้นจะกลับไปเป็นของเอ็ดการ์เมื่อพวกมันตายหมด เอ็ดการ์ได้ยินเรื่องนี้ผ่านเครื่องพูดและหลังจากคำนวณผิดว่าเขาจะตายก่อนที่จะได้รับมรดก เขาก็วางแผนกำจัดแมว เขาทำให้แมวสงบลงโดยใส่ยานอนหลับในจานครีม จากนั้นก็ขับมอเตอร์ไซค์ออกไปที่ชนบทในตะกร้า ที่นั่น เขาถูกสุนัขล่าเนื้อ สองตัว ชื่อนโปเลียนและลาฟาแยตต์ซุ่มโจมตี ทำให้หมวกรถข้าง ร่มรองเท้า และตะกร้าของเขาหายไป ก่อนจะหลบหนีไป แมวถูกทิ้งไว้ที่ชนบท ในขณะที่มาดามอาเดเลด หนูโรคฟอร์ตและม้าฟรูฟรูค้นพบว่าพวกมันหายไป
เช้าวันรุ่งขึ้น ดัชเชสได้พบกับแมวจรจัดชื่อ โทมัส โอ’มัลลีย์ ซึ่งเสนอตัวจะพาเธอและลูกแมวไปปารีส กลุ่มแมวจรจัดโบกรถนมไปสักพักก่อนที่คนขับจะไล่ออกไป ต่อมา ขณะข้ามทางรถไฟแมวจรจัดก็หลบรถไฟที่กำลังวิ่งมาได้อย่างหวุดหวิด และมารีก็ตกลงไปในแม่น้ำ โอ’มัลลีย์กระโจนลงไปช่วยเธอไว้ทันที และได้รับการช่วยเหลือจากอมีเลียและอบิเกล กาบเบิลห่าน อังกฤษสอง ตัวที่กำลังพักร้อน ห่านพาแมวจรจัดไปยังชานเมืองปารีส จากนั้นจึงออกเดินทางเพื่อกลับไปหาลุงวอลโดที่เมาสุรา ในขณะเดียวกัน เอ็ดการ์กลับไปยังชนบทเพื่อนำทรัพย์สินของเขา (หลักฐานเดียวที่สามารถเอาผิดเขาได้) จากนโปเลียนและลาฟาแยตต์ และหลังจากผ่านความยากลำบากมาบ้าง ในที่สุดก็ประสบความสำเร็จ
เมื่อเดินทางข้ามหลังคาบ้านในเมือง พวกแมวก็ได้พบกับสแคท เพื่อนของโอ’มัลลีย์ ผู้ร้องเพลง ” Ev’rybody Wants to Be a Cat ” กับนักดนตรีแมวคนอื่นๆ อีกหลายคน หลังจากที่วงดนตรีจากไป โอ’มัลลีย์และดัชเชสก็คุยกันบนหลังคาบ้านใกล้ๆ ในขณะที่ลูกแมวนั่งฟังอยู่ที่ขอบหน้าต่าง ความภักดีของดัชเชสที่มีต่อมาดามทำให้เธอปฏิเสธคำขอแต่งงาน ของโอ’มัล ลีย์ วันรุ่งขึ้น ดัชเชสและลูกแมวกลับมายังคฤหาสน์ของมาดาม เอ็ดการ์พบพวกมันก่อนมาดาม และใส่พวกมันลงในกระสอบ โดยตัดสินใจส่งพวกมันไปที่ทิมบักตู
ร็อกฟอร์ตตามคำสั่งของดัชเชสทัน และโอ’มัลลีย์ก็กลับไปที่คฤหาสน์ ส่งร็อกฟอร์ตไปตามหาสแคทแคทและพวกของเขา แม้ว่าเขาจะพยายามอธิบายสถานการณ์ให้แมวจรจัดฟัง แต่ร็อกฟอร์ตก็พาพวกมันมาช่วยโอ’มัลลีย์ได้สำเร็จ โอ’มัลลีย์ แมวจรจัด และฟรูฟรู ต่อสู้กับเอ็ดการ์ ขณะที่ร็อกฟอร์ตช่วยดัชเชสและลูกแมวให้เป็นอิสระ เมื่อการต่อสู้สิ้นสุดลง เอ็ดการ์ถูกขังอยู่ในกระเป๋าเดินทางของตัวเองและส่งตัวไปที่ทิมบักตูเอง
แมวอริสโตแคทกลับมาหามาดามอาเดเลด ซึ่งไม่รู้สาเหตุการจากไปของ เอ็ดการ์ จึงเขียนพินัยกรรมใหม่เพื่อแยกเขาออกไป หลังจากรับโอ’มัลลีย์เข้ามาเป็นสมาชิกในครอบครัว มาดามก็ก่อตั้งมูลนิธิการกุศลเพื่อดูแลแมวจรจัดของปารีสในคฤหาสน์ สแคทแคทและแก๊งค์ของมันเป็นกลุ่มแรกที่ย้ายเข้ามา และร้องเพลงอีกครั้งอย่างดังจนสุนัขล่าเนื้อทั้งสองตัวสามารถได้ยินในชนบท
