간호사 로잘린은 탐정물 마니아인 고양이 마니와 행복하게 지낸다. 어느 날 연락이 뜸했던 오빠 톰이 아픈 몸을 이끌고 찾아온다. 마니는 톰을 의심스럽게 지켜본다. 톰은 최근 마을에 발생했던 연쇄 도난 사건의 주범이었다. 눈치 빠른 톰은 비밀 작전에 투입시켜주겠다며 마니를 꼬드긴다. 그렇게 택배 상자에 실려 비밀 접선 장소로 가는 줄만 알았던 마니는 외딴곳에 도착한다.
<스파이 캣>은 마을에 일어난 연쇄 도난 사건을 해결하는 마니와 동물 친구들의 좌충우돌을 그린 애니메이션이다. 영화의 재미는 마니를 비롯한 동물 친구들이 한 장소에서 우연히 마주치면서 생긴다. 이들은 각자도생 중에 마니를 우연히 만나고, 얼떨결에 도난 사건을 풀어나간다. 이 과정에서 각자 자신의 사연을 이야기하고 하나의 팀으로 관계가 발전한다. 이외에도 자동차와 비행기를 이용한 액션 신이 눈길을 사로잡는다.