《新东京猫猫》围绕着五个普通女孩展开。桃宫莓原本是个大大咧咧的女高中生，在一次意外中吃下了神秘的粉团，与西表山猫的 DNA 融合，成为了东京猫猫成员。随后，蓝泽薄荷、碧川莴苣、黄步铃和藤原石榴也相继加入。她们肩负起守护地球生态平衡的重任，对抗企图破坏地球环境的外星人。在战斗过程中，女孩们不断成长，不仅要应对外星人的各种阴谋诡计，还要在日常生活中隐藏自己的猫猫身份。同时，她们在感情方面也有着各自的经历，桃宫莓喜欢上了青山雅也，而其他女孩也有着不同的情感故事。这部动画将奇幻冒险与少女情怀巧妙融合，展现了女孩们的勇敢与成长。