Ichigo Momomiya, collégienne en 5ème, est folle amoureuse du beau Masaya Aoyama, sans jamais trouver le courage d'aller le voir pour le lui avouer. Sa vie va basculer le jour où, avec quatre autres filles, elle sera enveloppée dans un grand rayon de lumière. Depuis, elle se trouve dotée de pouvoirs étranges et elle a parfois des réflexes tout aussi étranges, comme... animaux. Approchée par Ryô Shirogane, elle apprend alors qu'elle a subit une mutation lors d'une de ses expériences qui n'a pas fonctionné comme prévu. La voilà à présent devenue une sorte d'hybride, humaine capable de se transformer à volonté en une justicière féline. Super-héroïne à l'ADN de chat, elle doit à présent combattre de redoutables créatures mutantes engendrées par des extraterrestres venus conquérir notre planète... Pour cela, il lui faut avant tout retrouver les quatre filles avec qui elle a été f

Des extra-terrestres veulent conquérir la Terre en utilisant les animaux mais deux adolescents, Ryo Shirogane et Keichiro Akasaka, tentent de lutter contre ces extra-terrestres depuis leur base secrète, le café Mew Mew. Mais par erreur, ils injectent les gênes d'un animal dans le corps de cinq filles qui deviennent dès lors des super-héroïnes allant combattre ces extra-terrestres.