Durante una visita ad un museo Strawberry (Ichigo Momiya), una ragazzina di tredici anni, viene investita da una luce che trasferisce nel suo patrimonio genetico il Dna del gatto selvatico Irimoto a rischio di estinzione.
Responsabili dell’incidente sono Kai (Keiichirou Akasaka) e Ryan (Ryou Shirogane)che invitano la ragazza al Caffè Mew Mew, il locale che serve da copertura per il loro Progetto. I ragazzi le spiegano che alcuni extraterrestri stanno minacciando il pianeta e che per poterlo salvare dalla distruzione totale è necessaria la formazione di una squadra con poteri speciali. Ogni componente della squadra verrà scelto in quanto idoneo a ricevere il Dna di alcune specie di animali protette, dal quale trarrà i poteri e la forza necessari ad affrontare e combattere i nemici.
Entrata a far parte della quadra squadra delle Mew Mew, Strawberry porterà il nome di Mewberry e combatterà con un’arma a forma di cuore con al centro un fiocco ed un campanello. Tutti questi cambiamenti complicheranno anche il rapporto tra la ragazza e il suo innamorato Mark (Masaya Aoyama)
All’inizio Strawberry è sola nella sua battaglia ma con il tempo alla squadra delle Mew Mew si uniranno altre ragazze: la benestante Mina (Aizawa Minto) che con il dna di un uccellino azzurro il Thaitian blue lory diventerà Mewmina e avrà come arma una balestra con la freccia la cui punta è a forma di cuore, la timida Lory (Retasu Modorikawa) che con il dna della Neofocena diventerà Mewlory e avrà come arma delle nacchere, e l’esuberante Paddy (Purin Fon) che con il dna della Scimmia Leonina diventerà Mewpaddy affrontando gli alieni con un tamburello con all’interno un cerchio. Per finire si unirà al gruppo la famosa attrice e modella Pam (Zakuro Fujiwara) che con il dna del Lupo diventerà Mewpam e combatterà con una frusta.
Il primo alieno che le ragazze dovranno affrontare sarà Kisshu (Kish). Questi assiste ed esegue gli ordini di Profondo Blu, un’entità misteriosa di cui si sente solo la voce e che considera gli umani degli esseri inferiori e le Mew Mew un ostacolo ai suoi piani.
Per i suoi attacchi, Kissu dà vita ai Chimeri: ovvero la fusione di un alieno-parassita e di un umano che genera dei mostri dalle enormi potenzialità distruttive. Le Mew Mew intervengono di volta in volta a sventare le offensive dell'alieno che combattendo con loro rimarrà affascinato da Strawberry a tal punto da non riuscire più a portare a termine le sue missioni, verrà quindi affiancato da Pai e Taruto (Tart).