Vào đầu truyện, một nữ sinh mang tên Momomiya Ichigo tham gia một buổi triển lãm về các sinh vật đang bị đe dọa tuyệt chủng với người bạn học mà cô thầm thương, Aoyama Masaya. Một trận động đất xảy ra và một luồng sáng kỳ lạ chiếu vào Ichigo cùng với bốn cô gái khác. Tiếp đó một chú mèo xuất hiện và nhập vào cơ thể Ichigo. Ngày hôm sau cô đột nhiên có những hành động, thái độ giống như mèo, ví dụ như Ichigo đột nhiên chộp lấy con cá trong căng tin, hoặc khi Ichigo ngã từ trên cao xuống thì cô tiếp đất an toàn, không bị thương tích. Sau đó Ichigo gặp Shirogane Ryō và Akasaka Keiichirō, họ cho cô biết được cơ thể của mình đã nhận ADN của loài mèo núi Iriomote, vì vậy cô có khả năng biến thành một nekomimi Mew Ichigo với những siêu năng lực đặc biệt. Nhiệm vụ của Ichigo là phải tiêu diệt các chimera, những sinh vật ký sinh có nguồn gốc bên ngoài Trái Đất có khả năng xâm nhập vào các loài vật và biến chúng thành những con quái thú khủng khiếp. Ryō và Keiichirō cũng ra chỉ thị Ichigo tìm thêm bốn thành viên còn lại trong nhóm Mew Mew - những người bị luồng ánh sáng kỳ lạ chiếu vào trong trận động đất hôm nọ. Bốn người đó là Aizawa Minto, một tiểu thư đỏng đảnh con nhà giàu có, người mang ADN của một con vẹt Lorikeet lông xanh đậm; Midorikawa Retasu, một cô gái mang trong mình ADN của loài cá heo không vây; cô bé Hoàng Bộ Linh, người mang một nửa dòng máu Trung Hoa và ADN của loài khỉ mặt sư tử lông vàng; và Fujiwara Zakuro, một tín đồ Thiên chúa giáo và là người mẫu chuyên nghiệp, ca sĩvà cũng là idol của Aizawa Minto, mang trong mình ADN của loài sói Nhật Bản.