Coincé dans un vieux piano qui prend l'eau, le jeune chat Vincent fait équipe avec Maurice la souris afin d'éviter la noyade. Un groupe de marins repêche alors l'instrument et l'envoie dans un musée. Vincent y rencontre une équipe de chats d'élite, qui protège les oeuvres d'art des rongeurs et autres vermines depuis des années. Vincent rêve depuis toujours d'avoir sa place au sein d'une véritable famille de chats... Mais ne voulant pas perdre son amitié avec Maurice, qui lui a sauvé la vie, il est forcé de cacher la souris des gardiens félins du musée. Son ami rongeur a en outre une faiblesse – il adore ronger les oeuvres d'art. Les choses se compliquent davantage quand une des peintures les plus célèbres au monde, la Joconde, intègre les collections du musée, tous les rats et souris du monde rêvent de ronger cette oeuvre d'art ! Cependant, ce que ni Vincent, ni Maurice, ni même les chats de l'Ermitage ne savent, c'est que quelqu'un cherche à voler le célèbre tableau. Vincent doit à présent trouver le moyen de sauver l'oeuvre de De Vinci, tout en protégeant la réputation du musée et en essayant de gagner le coeur de Cléopâtre, la magnifique gardienne de la chambre égyptienne du musée.