Une race extraterrestre ( cyniclon ) s'en prend à la Terre et utilise les animaux pour les transformer en créatures dangereuses pour l'environnement ( chiméranimaux ou prédasites dans l'anime ).

Leur but : faire disparaître toute trace de vie sur la Terre en accélérant les processus de pollution. Pour s'opposer à ces desseins destructeurs, deux adolescents, Ryo et Keichiro, font des expériences et manipulent les gènes d'animaux en voie de disparition dans l'espoir d'en tirer un vaccin. Alors qu'ils tentent d'introduire différents gènes dans des "chiméranimaux" capturés, c'est l'accident : les gènes s'échappent, et ainsi 5 filles, jusqu'alors banales, sont transformés en super héroïnes ...

Ichigo Momomiya, une jeune fille de 16 ans, reçoit alors le gène félin, celui du chat d'iriomote, c'est la 1ère mew mew trouvée. Minto Aïzawa, une riche héritière de 15 ans, reçoit l'ADN d'un lori bleu, c'est la 2e mew mew trouvée. Létasu Midorigawa, âgée de 16 ans aussi, dont l'ADN fusionne avec celui d'un marsoin artère, est la 3e mew mew trouvée. Pudding Fong est une petite fille seulement âgée de 10 ans, le tamarin lion à tête dorée est son gène de mew mew, et c'est la 4e super héroïne trouvée. Et enfin, Zakuro Fujiwara, l'aînée des mew mew, âgée de 17 ans, reçoit l'ADN du loup gris, c'est la dernière mew mew du groupe, et à toutes ensembles, elles vont protéger la planète et ses habitants.

Ichigo Momomiya : L'héroïne du manga, est la première Mew mew à être découverte. Son ADN a fusionné avec celui du chat d'Iriomote. C'est une adolescente vive et enjouée, qui se fait plus d'amis que d'ennemis. Pour elle, ses amis comptent beaucoup et rien ne vaut le travail d'équipe. Plus important, elle est très amoureuse de Masaya Aoyama, le garçon le plus beau de l'école, et devient facilement embarrassée face à lui…

Minto Aizawa(Zoey Hanson): C'est la seconde Mew mew découverte : elle a fusionné avec un oiseau, le lori bleu. Sa couleur est le bleu. C'est une enfant de riches, gâtée et très snob, qui se monte souvent la tête avec Ichigo, car elle ne travaille pour ainsi dire jamais au Café Mew mew. Cela dit, malgré ses grands airs, elle tient à ses amies - elle est juste trop fière pour le montrer. Elle a un frère aîné Seiji, mais ne le voit que rarement, ainsi que ses parents qui sont toujours occupés. C'est aussi une ballerine très talentueuse. Elle à aussi un chien nommé Mikki.

Letasu Midorikawa(Bridget Verdant): La 3^e Mew mew, possède l'ADN d'un marsouin aptère, une espèce rare de mammifère marin proche du dauphin.On appelle aussi cet animal Sunaméri. Cela dit, malgré cela, elle n'a jamais appris à nager, ce qui engendre en elle un complexe important. C'est une adolescente très timide et sensible, qui hésite toujours à faire le premier pas - elle est aussi d'une maladresse incroyable et a brisé plusieurs dizaines d'assiettes au Café Mew mew. Elle manquait singulièrement de confiance en elle, avant de rencontrer les Mew mews. Avoir de vraies amies lui a permis de s'affirmer, bien qu'elle ne soit encore pas très sûre d'elle.

Pudding Fong(Kikki Benjamin) : La 4^e Mew mew, est une fillette de 9 ans malicieuse et débordante d'énergie, qui a fusionné avec un singe, le tamarin lion à tête dorée ! Elle est sans cesse agitée et tente les acrobaties les plus folles. Rieuse et enjouée, elle est aussi la plus jeune des Mew mew. Pudding est chinoise ; sa mère est morte et son père, maître d'arts martiaux, n'est jamais chez lui. Elle doit donc s'occuper toute seule de ses quatre petits frères et de sa petite sœur, ce qui n'est pas une mince affaire. Elle fait preuve de beaucoup de zèle et est prête à tous les sacrifices pour aider ceux qu'elle aime. Elle veut devenir l´amie de Taruto.

Zakuro Fujiwara(Estelle Renée Roberts) : Elle est l'aînée des Mew mew. Elle a fusionné avec un Loup gris. C'est une très célèbre chanteuse, actrice et Mannequin ; elle a voyagé partout à travers le monde et parle couramment plusieurs langues. Face aux fans, elle affiche une personnalité chaleureuse et sympathique ; mais en réalité, c'est une jeune fille très solitaire, renfermée sur elle-même, et assez froide avec son entourage. Elle fait preuve de beaucoup de sagesse et d'intelligence mais ne montre jamais aux autres d'affection directe.