Ichigo Momomiya está animado para começar o ensino médio e se apaixonar. Ela tem sorte quando conhece o popular e bonito Masaya Aoyama, e imediatamente se apaixona por ele. Quando Ichigo descobre que Aoyama é apaixonado pelo meio ambiente, ela aproveita a oportunidade para convidá-lo para sair graças a alguns ingressos para uma exposição sobre animais ameaçados de extinção. Durante o encontro, Ichigo é atingido por uma luz misteriosa e desmaia. Acordando com a visão de Aoyama, ela permanece ilesa - mas os dois devem escapar de uma criatura gigante parecida com um rato depois que ela fere Aoyama. Para salvar sua paixão, Ichigo desperta seus poderes e se transforma em uma heroína com habilidades de gato. Depois de derrotar o monstro, os pesquisadores Ryou Shirogane e Keiichiro Akasaka explicam que Ichigo foi escolhido 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 seus companheiros de equipe para derrotar os Chimera Anima – seres infectados por alienígenas que querem dominar o mundo – antes que seja tarde demais.