Um jovem gato chamado Vincent, na companhia do rato Maurice, escapa de uma enchente e é recolhido por marinheiros. Enviado a São Petersburgo, lá Vincent conhece um esquadrão felino de elite no Museu Hermitage, que protege as obras de arte de ratos e outras pragas há séculos.
Vincent sonha em encontrar uma verdadeira família felina, mas não quer perder seu amigo Maurice, que salvou sua vida. Vincent então terá que esconder seu amigo, que também tem uma “pequena fraqueza” – Maurice adora roer obras-primas da pintura.
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A situação se complica ainda mais quando uma das maiores pinturas da humanidade, a Mona Lisa, chega ao Museu, e é o sonho de todos os ratos roê-la. Mas nem Vincent, nem Maurice, nem os gatos do Museu Hermitage suspeitam que a pintura será roubada.