Victoria, seekor kucing putih muda, ditinggalkan oleh pemiliknya di jalanan London pada tengah malam. Saat kebingungan dan sendirian, sekelompok kucing jalanan melihat kejadian itu dan mendekatinya. Mereka memperkenalkan diri sebagai kelompok kucing bernama Jellicles.

Beberapa anggota Jellicles seperti Mr. Mistoffelees, Munkustrap, Cassandra, dan Demeter kemudian mengajak Victoria bergabung dan mengenalkannya pada dunia mereka. Mereka juga tengah mempersiapkan acara tahunan bernama Jellicle Ball, sebuah upacara istimewa di mana para kucing akan bersaing untuk dipilih menuju Heaviside Layer dan mendapatkan kesempatan memulai kehidupan baru.

Sejumlah kucing peserta Jellicle Ball pun memperkenalkan diri dengan cara unik mereka masing-masing. Ada Jennyanydots, kucing rumahan yang tampak malas karena tidur sepanjang hari, namun pada malam hari justru mengatur tikus dan kecoak agar bekerja lebih produktif. Lalu ada Rum Tum Tugger, kucing flamboyan yang penuh gaya namun sulit mengambil keputusan dan sering memancing keributan di antara kucing lain.

Ada pula Bustopher Jones, kucing bergaya borjuis yang bangga dengan tubuh gemuknya serta gemar berburu sisa makanan dari tempat sampah. Skimbleshanks hadir sebagai kucing jingga yang rapi dan energik, terkenal dengan aksi tap dance sambil mengawasi jalannya operasional kereta. Sementara itu, Gus adalah kucing tua yang pernah menjadi bintang teater dan mengklaim pernah memerankan banyak karakter legendaris sepanjang hidupnya.

Di tengah perkenalannya dengan dunia Jellicles, Victoria juga bertemu dengan dua kucing kembar yang jahil, Mungojerrie dan Rumpleteazer. Keduanya terkenal suka membuat kekacauan di rumah keluarga manusia tempat mereka tinggal. Mereka mengajak Victoria ikut bersenang-senang, tetapi aksi nakal itu malah membuat Victoria tersangkut kalung-kalung perhiasan ketika anjing penjaga rumah menyadari keberadaan mereka.

Untungnya, Mr. Mistoffelees datang tepat waktu untuk menyelamatkan Victoria. Ia mengalihkan perhatian anjing tersebut sehingga mereka bisa melarikan diri. Mereka pun kembali ke kelompok Jellicles tepat saat pemimpin yang bijak dan dihormati, Old Deuteronomy, tiba.

Tak lama kemudian, Jellicle Ball dimulai di dalam sebuah teater Mesir yang telah lama terbengkalai. Dalam cahaya bulan, Victoria menampilkan tarian balet solo yang anggun. Namun perhatiannya terpecah ketika Cassandra terlihat mengganggu Grizabella, seekor kucing glamor yang dulu pernah menjadi bagian dari Jellicles tetapi kemudian diasingkan dari kelompok.

Pengusiran itu terjadi karena berbagai alasan, salah satunya hubungan masa lalu Grizabella dengan Macavity, penjahat terkenal sekaligus penipu ulung yang memiliki kemampuan berteleportasi. Melihat kondisi Grizabella yang kesepian, Victoria merasa simpati karena ia juga pernah merasakan ditinggalkan.

Saat Grizabella perlahan berjalan menjauh kembali ke jalanan, Old Deuteronomy menyadari kedekatan diam-diam antara Victoria dan kucing yang tersisih itu. Ia pun menenangkan Victoria dan mengatakan bahwa suatu hari nanti, Victoria juga bisa benar-benar menjadi bagian dari keluarga Jellicles.