Głównymi bohaterami filmu jest kocia rodzina – kotka Duchessa i trójka jej uroczych dzieci: Marie, Toulouse i Berlioz. Ich właścicielką jest bogata dama Adelajda, która bardzo kocha swoich podopiecznych. Pewnego dnia sprowadza do domu adwokata i spisuje testament, według którego całą jej fortunę odziedziczyć mają jej koty, a dopiero po ich śmierci majątek i dom mają przypaść jej mało inteligentnemu lokajowi, Edgarowi. Ten, dowiedziawszy się o zapisie testamentu, pozbywa się kotów, porzucając je na francuskiej wsi. Kocia rodzina poznaje Thomasa O’Malleya, kocura wagabundę żyjącego na własny rachunek, który postanawia pomóc im wrócić do właścicielki. W drodze do domu spotyka ich wiele przygód. Gdy wreszcie docierają do Paryża, w ich własnym domu chciwy Edgar postanawia nie dopuścić do spotkania kotów z Adelajdą. Dzwoni po ciężarówkę i chce wysłać kocią rodzinę do Timbuktu. Z pomocą przychodzi myszka Roquefort, Thomas O’Malley i jego przyjaciele. W wyniku ich działań to Edgar zostaje wysłany do Timbuktu, a koty wracają do domu i właścicielki. Thomas i Duchessa zakochują się w sobie i zamieszkują razem z dziećmi w domu Adelajdy, która postanowiła założyć fundację dla wszystkich