あこがれの青山くんとのデートの最中、桃宮いちごはある実験に巻き込まれ、レッド・データ・アニマルズの一種・イリオモテヤマネコと合体する。それ以来、まるでネコになったかのような自分にとまどういちご。そんなとき、青山くんが突然巨大なネズミに襲われた。イリオモテヤマネコのＤＮＡを組み込まれ、正義の味方「ミュウイチゴ」になってしまったいちごは、凶暴化したネズミと戦う羽目に…！！

謎の少年・白金綾と赤坂圭一郎から、自分がエイリアンを倒すためにミュウミュウに選ばれたと聞いたいちごは、ペットロボット「マシャ」と一緒に４人の仲間を探し始める。街でマシャが反応したのは、お上品なお嬢様・藍沢みんと。さっそくいちごはみんとの住む豪邸を訪ねるが、みんとの飼い犬・ミッキーが凶暴化して、キメラアニマに！その時いちごはみんとの背中にアザを見つける。みんとこそがミュウミュウの仲間だったのだ！！

いちごが出会った気の弱い女の子・れたすは、学校でいじめにあっており、同級生から学校の心霊スポットに行くように言われる。いっぽう、そのうわさを知ったみんとはキメラアニマの仕業にちがいないと、怖がるいちごを連れて夜の学校に調査に出かけるが、なんとお化けの正体はれたすだった。れたすはミュウレタスに変身し二人を攻撃し始める。れたすは自分に自信をなくしていたのだが、二人の優しい言葉に救われ自分を取り戻し、ミュウミュウの新しい仲間になった。ホッとしたいちごのもとに謎の少年・キッシュが現れ、いちごに突然キスを！？

キッシュにキスされてしまい、すっかりしょげているいちごは、青山くんに顔向けできないと、せっかくのデートの誘いを断わってしまう。だが白金の粋な気づかいで、いちごはデートで行くはずの動物園に……。しかも、そこには青山くんが！こうなったら素直にデートを楽しむしかない！だがそこにキッシュが現れ、動物園を大混乱におとしいれる。いちごは変身するために青山くんの前から姿を消す。結局せっかくのデートは台無しに……。それでもやさしい青山くんはまた来ようと誘ってくれるのだった。

いちごの驚異的な身体能力を目撃した新体操部のメンバーは、いちごを部員にしようと勧誘する。いちごはレオタードのかわいさにひかれて入部を決めるが、練習のきつさにくじけそう。しかし、青山くんのはげましが、いちごのやる気に火をつけた。いちごは練習をかさね、ついに本番を迎える。緊張のせいで動けなくなるいちごだったが、かけつけた青山くんの応援に勇気づけられ、演技は大成功。しかしそこにアシカのキメラアニマが現れた。ミュウミュウになって、キメラアニマを撃退するいちごたち。大会の結果は２位だったが、青山くんにはげまされながら、がんばりぬいたいちごだった。

白金が開くパーティのために、 外国人ピアニスト・マリーが、カフェミュウミュウを訪ねてきた。白金は、いちごたちの日頃の労をねぎらうために、パーティを企画していたのだという。白金からプレゼントされたドレスを着て、華やかなパーティを楽しむいちご。だが、そこにキッシュが現れ、マリーのスピリッツを利用した新型キメラアニマで襲ってきた。新型キメラアニマに苦戦するミュウミュウたち。しかし、キメラアニマの襲撃を予測していた白金の活躍によって、無事、エイリアンを回収することができたのであった。

公園で見ていた大道芸に驚いて、思わず耳を出してしまったいちご。大道芸をしていた少女、歩鈴（ぷりん）は、自分も耳がほしいと言って、いちごを追いかけ回す。歩鈴のあまりのしつこさに、いちごは、つい怒鳴り声をあげてしまった。怒鳴り声に落ち込む歩鈴。そこへ、歩鈴をキメラアニマに変えようとするキッシュが現れた。歩鈴を助けようと、いちごはミュウミュウになるが、キメラアニマの素早い動きにピンチを迎える。しかしそのときミュウイチゴを助けたいという歩鈴の思いが、歩鈴をミュウプリンに変身させ、エイリアンの回収に成功する。 ついに４人目のミュウミュウが誕生したのだ！

うきうき気分でリゾートにやってきたいちごたち。しかし、そこはまだ開発中だった。れたすが招待券の日付けを間違えてしまったのだ！そこで出会った青山くんにそっくりの少年、青山田くんは、山の自然を守るため開発に反対していた。自然が破壊されたために、青山田くんの友だちの、カワウソのカワ太郎が、いなくなってしまったというのだ。いちごは、やさしい青山田くんに親近感を覚える。だがそこへキッシュが現れ、青山田くんをキメラアニマにしてしまう。キメラアニマを撃退するミュウミュウ。無事、青山田くんが元に戻ると、そこに、カワウソのカワ太郎が現れた。カワ太郎との再会を喜ぶ青山田くんは、自然を守ることをあらためて誓うのだった。

みんとの豪邸へ遊びにきたいちごたちは、みんとの兄、誓司（せいじ）と出会う。昔は仲のよかった、みんとと誓司。だが留学をひかえて忙しい誓司は、よそよそしい。そんな兄に対して、みんとは、心の中で寂しく思っていた。そこでいちごたちは、誓司をみんとのバレエの発表会に呼ぼうとするが、誓司はそっけなく去ってしまう。ところが、街でみんととの思い出の花を見かけた誓司は、昔を思い出し、発表会を観に来る。そのとき、会場にキメラアニマが現れた。キメラアニマを撃退するミュウミュウたち。誓司は、みんとに、思い出の花を渡す。つかの間、昔の仲のよかった頃を偲ぶ二人であった。

写真週刊誌に、最近耳を持ったなぞの美少女が出没し、モンスターを退治しているという記事が載っていた。手がかりとなる少女の見事なプロポーションは、みんとが憧れていたアイドル、藤原ざくろのプロポーションとぴったり重なる。ざくろが５人目の仲間だと考えたいちごたちは、ざくろが出演するミュージカルのオーディションに参加するが、ざくろがミュウミュウである証拠がつかめない。だが、白金の指示で出動したミュウミュウたちは、ミュウザクロに変身したざくろと出会う。ミュウザクロの活躍でキメラアニマを撃退したミュウミュウ。だが、ミュウザクロは、誰の仲間にもならないと言って、去っていってしまった……。

仲間になる気はないというざくろに対して、とまどういちごたち。だが、白金に促されたいちごたちは、もう一度ざくろに会いにいく。ところがそこに現れたキッシュによって、みんと、れたす、歩鈴（ぷりん）の３人がさらわれてしまった。キッシュは、いちごとざくろとが戦えば、みんとたちをかえすという。再度、ざくろに仲間になって一緒に戦うように説得するいちご。だがそこにキメラアニマが現れ、ざくろを襲ってきた。いちごはざくろを助けるが、キメラアニマの攻撃を受けて傷ついてしまう。いちごの行動に心動かされたざくろは変身し、みんとたちを救い出して、キメラアニマを撃退！とうとうミュウミュウの仲間が全員そろったのだった。

とうとう５人そろったミュウミュウに、白金はあらためて５人が戦う目的を説明するのだった。そんなとき、いちごが目にした季節はずれの満開の桜が、有害な物質であることが分かった。さっそく５人は現場にかけつける！桜の木は、キッシュのしわざだった。ミュウイチゴは白金たちも驚く戦いぶりを見せ、キッシュを撃退する。だが正体を知らないはずの青山くんに「いちご」と声をかけられてしまう！！

青山くんに正体を知られたと思い込むいちごは、青山くんを避け続ける。いっぽう、剣道の試合をひかえた青山くんも、いちごのおかしな様子が気にかかっていた。試合当日、いちごは隠れて青山くんを応援しに行くが、青山くんに見つかってしまった。そこへキッシュが現れ、青山くんを襲う。苦しむ青山くんを見て、いちごは秘密がバレてしまうことをおそれず変身する。キメラアニマを撃退し、すぐに去ろうとするミュウイチゴに、青山くんは「君は何者か」と尋ねる。秘密がバレていないことを知ったいちごは、いつもの元気ないちごに戻るのだった。

一心不乱に新作のケーキづくりに挑戦している赤坂。いちごが覗いてみると、ケーキはすべて、蝶をテーマにデザインされていた。いちごは最近知り合った、蝶の研究をしている麗という女性を思い出す。実は赤坂と麗は昔、つきあっていたが、互いに自分の研究に打ち込むあまり、破局していた。だが未だに過去を引きずる赤坂に、いちごたちは、麗と再会すべきだと主張する。ところが、赤坂が麗に会いに行くと、タルトとパイが現れ、麗をキメラアニマにしてしまった。いちごたちは変身し、キメラアニマを撃退。再会した赤坂と麗は、今度こそ本当の「さよなら」をする。大人の恋にふれたいちごたちだった。

キメラアニマを倒すために、出動したミュウミュウたち。だが、その戦闘の途中、マシャがキメラアニマに飲み込まれて、さらわれてしまった。ミュウミュウの情報を手に入れようとするパイは、さらってきたマシャをむりやり解析にかける。だがマシャは必死に抵抗する。一方、「マシャは破壊されてしまったかもしれないが、いなくても戦える」という白金の言葉に、いちごは初めてマシャがいることの大切さに気付く。マシャの発した救助信号をキャッチし、助けにかけつけるミュウミュウたちは、ボロボロになったマシャを目にする。５人はパイに閉じ込められ大ピンチに陥るが、みんなを助けたいと思うマシャのガンバリのおかげで脱出できた。ミュウイチゴはストロベルベルをバージョンアップさせ、パイたちを追い払うのだった。

れたすが、街で見かけた男の子、江戸紫くんに恋をした。暇さえあれば、江戸紫くんがいる図書館に通いづめのれたす。ふとしたことがきっかけで、二人は仲良くなる。そんなある日、江戸紫くんが、れたすに写真集をプレゼントした。いつしかれたすの江戸紫くんへの思いは本物の恋に変わる。れたすは思いきって江戸紫くんに告白しようとする。だがその瞬間、キメラアニマが登場！江戸紫くんといっしょに避難するれたすだったが、江戸紫くんは途中で引き返し、受付の係員さつきを助ける。実は江戸紫くんが好きだったのは、さつきだったのだ。ミュウミュウに変身しキメラアニマを撃退するれたす。れたすの恋は終わってしまった。だが、恋をしてよかったと前向きに思えるれたすだった。

さらわれていたマシャが、持って帰ってきたエイリアンの秘密とは、おどろくべきものであった。実は彼らは、人類が誕生する前、もともと地球にいた種族だったのだ。一方、ミュウミュウをバラバラに襲う作戦を考えついたキッシュが、一人でいるいちごを襲う。夏風邪でダウンしていたいちごだったが、必死に戦おうとする。なんとかミュウミュウに変身するが、熱のせいで、気絶寸前で大ピンチのミュウイチゴ。ミュウイチゴを気に入っているキッシュは、ミュウイチゴをさらおうとする。だが、そのときミュウイチゴを救ったのは、謎の人物・蒼の騎士だった！

ミュウイチゴのピンチを救った謎の人物、蒼の騎士は、ミュウイチゴを守ると言ってキッシュと戦い始める。蒼の騎士に、何者なのかを尋ねるイチゴ。だが、蒼の騎士はその問いに答えぬまま、姿を消してしまう。ところがその直後、その場に白金が現れた。もしや蒼の騎士の正体は白金ではないか、と推測した一同はカフェミュウミュウで白金を問い詰めるが、白金は蒼の騎士など知らないと言う。そんなとき青山くんから、いちごにデートのお誘いが。だがデートをしていても、蒼の騎士と白金のことがどうしても気になるいちご。いちごは、やっぱり白金が蒼の騎士の正体なのでは、と考えるのだった。

海へ遊びに来たカフェミュウミュウ一同。いちごたちは、泳げないために、男の子たちにからかわれていた女の子、いるかを助けた。泳げないれたすは、いるかに、一緒に泳ぎの練習をしようともちかけ、海に飛び込むがおぼれてしまう。無事助けられたれたすだったが、いるかの力になれなかったと落ち込む。そんなれたすに自信を持てと言って励ます白金。次の日、パイ、タルトそしてキメラアニマが海岸に現れ、暴れ始めた。れたすは、逃げ遅れた友達を助けに海に飛び込んだいるかを追うが、またおぼれてしまう。その時、謎の青い光がれたすを包み、れたすは人魚に変身！無事いるかたちを助けることができたのであった。

歩鈴がカゼをひいて倒れた。布団に寝かせ、歩鈴を介抱するカフェミュウミュウ一同。かわりに歩鈴の兄弟を迎えに保育園へ行ったいちごたちは、保母さんから、歩鈴の以外なヒミツを聞かされた。歩鈴の家には両親がおらず、家事や兄弟の面倒は歩鈴が見ているというのだ。翌日、歩鈴は無理をして保育園へお迎えに行くが、また倒れてしまう。そこへタルトが現れ、保母さんをキメラアニマに変えてしまった。変身してタルトを撃退したものの、倒れてしまうミュウプリン。だが気付くと、保母さんが介抱してくれていた。それを見た歩鈴は、やさしかった母を思いだすのだった。