Молодой кот по имени Винсент вместе со своим другом мышонком Морисом оказывается в бедственном положении из-за наводнения. Они находят укрытие в старинном клавесине, который впоследствии подбирают моряки и доставляют в Санкт-Петербург. В этом городе Винсент оказывается в знаменитом Эрмитаже, где знакомится с элитным кошачьим отрядом, который на протяжении веков защищает бесценные произведения искусства от мышей и других вредителей. Хотя Винсент мечтает о том, чтобы стать частью настоящей кошачьей семьи, он не хочет расставаться с Морисом, который спас ему жизнь. Однако у Мориса есть одна «небольшая слабость» — он не может устоять перед соблазном погрызть шедевры живописи.
Ситуация становится еще более напряженной, когда в Эрмитаж привозят одну из величайших картин мира — «Мону Лизу», которую мыши мечтают уничтожить. Никто из них, включая Винсента, Мориса и кошек охранников, не догадывается о планах похитителей. Теперь Винсенту предстоит проявить всю свою хитрость и храбрость, чтобы защитить музейный шедевр, сохранить его репутацию и завоевать сердце кошки по имени Клеопатра, обитающей в египетском зале.