Vincent, un joven gato, se une a un pequeño ratoncito llamado Maurice, para escapar de una inundación en la isla donde viven en un viejo piano. Un grupo de marineros recoge el instrumento y lo envía al museo.

Allí, Vincent conoce a un escuadrón de gatos de élite que ha estado protegiendo las obras maestras de roedores y otros animales durante años. Vincent sueña con encontrar una verdadera familia de gatos, pero no quiere perder a su amigo Maurice que le salvó la vida, por lo que se ve obligado a esconderlo.

Pero su amigo tiene una debilidad: roer las obras maestras más famosas. Todo se complica cuando una de las mejores pinturas del mundo, La Gioconda, es llevada al museo. El sueño de todos los ratones es comérsela.

Sin embargo, ni Vincent, ni Maurice ni los gatos del Hermitage saben que alguien tiene la intención de robarla y ahora, Vincent, tiene que armarse de valor e ingenio para salvar la obra maestra de Da Vinci, proteger la reputación del museo y ganarse el corazón de Cleopatra, la hermosa gata de la sala egipcia.