Ichigo Momomiya está animada para começar o ensino médio e se apaixonar. Ela tem sorte quando conhece o popular e bonito Masaya Aoyama, e imediatamente se encanta por ele. Quando Ichigo descobre que Aoyama é apaixonado pelo meio ambiente, ela aproveita a chance para convidá-lo para sair, graças a alguns ingressos para uma exposição sobre animais em extinção. Durante o encontro, Ichigo é atingida por uma luz misteriosa e desmaia. Acordando ao lado de Aoyama, ela permanece ilesa — mas ambos precisam escapar de uma criatura gigante parecida com um rato depois que ela machuca Aoyama. Para salvar sua paixão, Ichigo desperta seus poderes e se transforma em uma heroína com as habilidades de um gato. Depois que ela derrota o monstro, os pesquisadores Ryou Shirogane e Keiichiro Akasaka explicam que Ichigo foi escolhida para fazer parte do Projeto Mew: um grupo de cinco garotas mágicas cujo DNA foi infundido com o de certas espécies ameaçadas de extinção. Agora, Ichigo deve encontrar o resto de suas companheiras para derrotar as Chimera Anima — seres infectados por alienígenas que querem dominar o mundo — antes que seja tarde demais.