Os personagens principais do filme são a família felina - o gato da Duquesa e seus três filhos adoráveis: Marie, Toulouse e Berlioz. Sua dona é uma rica senhora Adelaide, que ama muito seus pupilos. Um dia, ela traz seu advogado para casa e escreve um testamento segundo o qual toda a sua fortuna será herdada por seus gatos e, somente após a morte deles, sua propriedade e casa serão dadas a seu pequeno mordomo inteligente, Edgar. Ao saber do testamento, ele se livra dos gatos, abandonando-os no interior da França. A família felina conhece Thomas O'Malley, um vagabundo autônomo, que decide ajudá-los a voltar para seu dono. Muitas aventuras os encontram no caminho de casa. Quando eles finalmente chegam a Paris, o ganancioso Edgar decide impedir que os gatos encontrem Adelaide em sua própria casa. Ela chama um caminhão e quer mandar a família dos gatos para Timbuktu. Roquefort, Thomas O'Malley e seus amigos vêm ao resgate. Como resultado de suas ações, Edgar é enviado para Timbuktu, e os gatos voltam para casa e para o dono. Thomas e Duchessa se apaixonam e vivem com seus filhos na casa de Adelaide, que decidiu criar uma fundação para todos