夜幕笼罩下的伦敦街头，一辆疾驰而过的汽车抛下个蠕动麻袋。当流浪猫们好奇地围拢时，纯白的维多利亚（弗朗西斯卡·海沃德饰）如破茧蝴蝶般挣脱束缚。她很快被杰里科猫族发现——这个神秘族群正随着"杰里科之歌"的韵律舞动，月光下，蒙克斯崔普（罗比·费尔柴尔德饰）、密斯托弗里先生（劳瑞·戴维森饰）、铁路猫斯金伯山克斯（史蒂文·麦克雷饰）等成员用歌声向新来者揭示着他们的身份。
当被问及名字时，维多利亚的回答引来善意的哄笑。蒙克斯崔普用《猫的命名》这首咏叹调解释道，每只猫都拥有三个名字：日常称呼、尊贵名讳以及只有自己知晓的秘密代号。他们邀请困惑的维多利亚参加当晚的杰里科舞会，随着《杰里科舞会邀请曲》的旋律，关于"重生仪式"的传说被娓娓道来——年迈的领袖老杜特罗内米将选择一只猫登上九重天，获得崭新生命。
在好奇驱使下，维多利亚跟随蒙克斯崔普潜入人类宅邸。首先登场的是胖保姆猫珍妮安点点（瑞贝尔·威尔森饰），这个白天装睡的家伙在《老甘比猫》的欢快节奏中，揭露了自己夜间训练老鼠蟑螂大扫除的秘密。紧接着，摇滚巨星般的若腾塔格（杰森·德鲁罗饰）踩着电音节奏登场，他带领猫群洗劫奶吧的场面，将《若腾塔格之歌》演绎成一场狂欢盛宴。
欢宴戛然而止——落魄的格瑞泽贝拉（詹妮弗·哈德森饰）突然现身。当《昔日魅影猫》的悲怆旋律响起，猫群纷纷退避，原来这位邋遢妇人曾是族中最美艳的存在，却因追随恶猫麦卡维蒂而遭放逐。此刻，麦卡维蒂（伊德瑞斯·艾尔巴饰）正隐于暗处，用魔法掳走了珍妮安点点。
随着《城中最胖的猫》爵士乐响起，美食家巴斯特弗·琼斯（詹姆斯·柯登饰）带领猫群翻找垃圾桶的场面既滑稽又心酸。麦卡维蒂再次出手，用美食陷阱将胖猫送入泰晤士河上的囚船——那里早已关押着珍妮安点点，由暴君猫船长格罗泰格（雷·温斯顿饰）看守。
混乱中落单的维多利亚，意外结识了神偷搭档蒙哥杰利与兰普蒂瑟。这对活宝在《神偷二重唱》中展示飞檐走壁的绝技，却让维多利亚陷入恶犬围攻的险境。一直暗恋她的魔术猫密斯托弗里及时现身相救，两人在月光下的对视藏着青涩情愫。
当猫群齐唱《老杜特罗内米颂歌》时，德高望重的猫族长（朱迪·丹奇饰）踏雾而来。杰里科舞会正式开启，废弃剧院瞬间化作梦幻舞台。被拒之门外的格瑞泽贝拉让维多利亚心生怜悯，她献唱的《美丽幽灵》如泣如诉——"至少你拥有回忆的珍宝"。这番善意打动了老杜特罗内米："你已触摸到杰里科的灵魂。"
剧场猫格斯（伊恩·麦克莱恩饰）颤巍巍唱起《演员生涯》，讲述自己辉煌的过去；铁路猫斯金伯山克斯用踢踏舞演绎《铁道进行曲》——这些精彩表演者接连被麦卡维蒂绑架。随着性感猫邦巴露娜（泰勒·斯威夫特饰）撒下猫薄荷，她在《犯罪天才麦卡维蒂》中揭露这个反派如何戏耍苏格兰场。最终麦卡维蒂绑架老杜特罗内米，威胁必须选他重生。
千钧一发之际，维多利亚鼓励密斯托弗里施展魔法。当《魔术猫之歌》达到高潮，剧院穹顶突然绽放星光，被囚同伴们集体脱困。此刻格瑞泽贝拉再度现身，当她饱含热泪唱响《回忆》，所有猫都在这首震撼灵魂的咏叹调中泪光闪烁。老杜特罗内米宣布："杰里科的选择是她。"
在《通往九重天》的圣歌声中，格瑞泽贝拉乘着水晶吊灯化作的热气球升入云霄。麦卡维蒂的垂死挣扎以坠落告终，而晨曦中，老杜特罗内米对观众吟唱《致人类》，揭示猫族的神秘本质。当维多利亚被正式接纳为杰里科猫时，云端的格瑞泽贝拉正展开新生。
这部改编自音乐剧经典的电影，用颠覆性的视觉奇观构建了猫族的魔幻世界。从爵士到摇滚，从芭蕾到嘻哈，每首歌曲都成为角色灵魂的注脚。特别是格瑞泽贝拉的《回忆》，在破碎的高音与哽咽的转调间，将救赎主题推向震撼人心的巅峰。当猫眼在黑暗中发光，人类或许会思考：谁才是这个世界真正的观察者？