O primeiro encontro de Ichigo Momomiya com Masaya Aoyama, o garoto de quem ela gosta, termina num clarão de luz estranha que lhe deixa os reflexos e as orelhas de uma gata de rua. Recrutada para o Projeto Mew, ela descobre que suas novas habilidades vêm do DNA de espécies ameaçadas e que precisa encontrar outras quatro garotas transformadas para enfrentar os Chimera Anima, controlados por alienígenas, antes que eles dominem a cidade. Esta série de TV é uma reformulação do anime Tokyo Mew Mew de 2002.