Действие происходит в Париже, во Франции, в 1910 году и сосредоточено около кошки-матери по кличке Герцоги́ня(Роль занята) и её трех котят: Мари́(Белый котёнок. Девочка), Берлио́за(Серый котёнок. Мальчик) и Тулу́за[Рыжий котёнок. Мальчик](Роли свободны). Кошки живут в особняке бывшей оперной певицы мадам Аделаи́ды Бонфамили(Роль свободна)́, вместе с ее английским дворецким Э́дгаром. Вначале, мадам Аделаида встречается со своим эксцентричным старым другом адвокатом Жо́ржем Хо́ткуртом(Роль свободна). Мадам заявляет ему, что она желает, чтобы Эдгар заботился о её любимых кошечках, до тех пор, пока они не умрут. После чего он будет иметь право непосредственно вступить в наследство. Эдгар слышит её слова из своей каморки и полагает (думая о «басне», что у кошек есть девять жизней), что он умрёт раньше, чем будет иметь право унаследовать состояние Мадам Аделаиды. Дворецкий задумывает способ, чтобы удалить кошек из их статуса наследников. Он усыпляет их, выливая целую бутылку снотворного в пищу, а затем помещает кошек в корзинку, чтобы вывезти за город. Однако, во время пути ему попадаются два пса по имени Наполео́н и Лафайе́тт.(Роли свободны) Собаки нападают на Эдгара. Они кусают его в зад и за ногу. После стычки дворецкий умудряется вырваться, но при этом оставляет свои зонтик, шляпу-котелок, корзину со спящими кошками и коляску своего мотоцикла. Итак, кошки оказались вдали от дома. В это время Мадам Аделаида, мышь Рокфо́р(Роль свободна) и лошадка Фру́-Фру́ (Роль свободна)обнаруживают их пропажу. Наутро Герцогиня встречает уличного кота по имени А́брахам де Ле́йси Джу́зеппе Ке́йси То́мас О'Ме́лли(Роль свободна), который предлагает привести её и котят обратно в Париж. Встретившись с Томасом О'Мелли, Герцогиня очаровывается им. Томасу, конечно, Герцогиня тоже понравилась. И её котята также были восхищены новым другом. Трудно пришлось кошкам по пути в Париж. Им пришлось ехать «автостопом» в кузове машины, везущей молоко, после чего водитель их заметил и выгнал. Котенок-девочка Мари впоследствии падает в реку. Кот О'Мелли спасает её. Сам же тонущий О'Мелли в тот момент был спасен парочкой английских гусынь Аме́лией и А́бигейл Гэ́ббл(Роли свободны), путешествующих до Парижа. Правда, сначала гусыни хотели его научить плавать, но в процессе «обучения» Томас едва не утонул. Вытащив кота на сушу, Амелия и Абигейл присоединяются к кошкам на их пути к Парижу, куда вся компания и отправляется, дружно вышагивая гусиной походкой. Путешествуя по крышам города и почти дойдя до места, О'Мелли предлагает кошкам свою «подушку», чтобы провести ночь. При этом они встречают кота Кыш-Брысь(Роль свободна) и его джаз-банд-группу(Банда состоит из Китайского кота, Итальянского, Русского, Английского и Шотландского ака самого Кыш-Брыся. Роли свободны.), которые являются близкими друзьями О'Мелли и которые исполнили песню «Каждый Хочет Быть Кошкой». После того, как джаз-группа ушла и котята легли спать, О'Мелли и Герцогиня проводят вечер на соседней крыше и беседуют. В это время котята подбегают к подоконнику и слушают их. Несмотря на то, что у них обоих появились чувства друг к другу, Герцогиня, в конечном счете, полагает, что им придётся расстаться, думая, что Мадам Аделаида не примет Томаса. Тем временем Эдгар понимает, что от его преступления на месте остались улики: шляпа, зонтик и коляска мотоцикла.
Утром кошки возвращаются к особняку, и печальный О'Мелли уходит. Эдгар хватает кошек в мешок и быстро прячет их в духовке. Мышонок Рокфор мчится вслед за О'Мелли, чтоб просить его о помощи. Он догоняет кота, после чего О'Мелли мчится назад к особняку, приказывая, чтобы Рокфор нашел кота Ската и его джаз-банду. Прибежав к котам, Рокфор был напуган итальянским котом по имени Пе́ппо. Мышонок пытается убежать, но его ловит кот Скат. Рокфор говорит ему, что его послал О'Мелли, что Герцогиня, Мари, Берлиоз и Тулуз находятся в опасности и что им нужна помощь.
Эдгар помещает кошек в посылку, которую он планирует послать в Тимбукту, в Африку. О'Мелли, кот Скат и его банда, Рокфор и лошадь Фру-Фру начинают бороться с Эдгаром, в то время как Рокфор освобождает Герцогиню и котят. В конце концов Эдгар был помещен в ящик, который был послан прямо в Тимбукту. Завещание мадам Аделаиды было переписано так, чтобы исключить Эдгара из списка и включить туда О'Мелли; одновременно, Мадам Аделаида учреждает фонд милосердия, который предоставлял убежище всем беспризорным кошкам Парижа.