Remy, seekor tikus muda dengan indera penciuman dan perasa super tajam, punya mimpi besar: jadi koki hebat seperti idolanya, mendiang Auguste Gusteau. Tapi sayangnya, keluarganya — termasuk kakaknya Émile dan ayahnya Django — cuma peduli makan buat bertahan hidup dan ogah dekat-dekat manusia. Mereka tinggal di loteng rumah seorang nenek di pinggiran Paris, sampai akhirnya ketahuan dan kabur dalam panik. Di tengah kekacauan itu, Remy terpisah dari keluarganya dan, ditemani “bayangan” Gusteau, berpetualang sampai akhirnya mendarat di atap restoran Gusteau yang legendaris.

Di sana, Remy ngintip si tukang bersih-bersih baru, Alfredo Linguini, yang malah ngerusak sup. Nggak tahan lihatnya, Remy nyelinap masuk dan diam-diam memperbaiki rasa sup itu. Linguini ketahuan tapi berhasil nutupin keberadaan Remy dari Skinner, chef kepala sekaligus bos restoran yang galak banget. Tanpa sengaja, sup buatan mereka disajikan — dan langsung jadi sensasi! Akhirnya Linguini boleh tetap kerja di dapur.

Belakangan, Remy dan Linguini sadar mereka bisa kerja sama lewat cara unik: Remy ngontrol gerakan Linguini dengan narik-narik rambutnya kayak boneka! Berdua mereka bikin hidangan-hidangan luar biasa, sementara Colette — satu-satunya chef perempuan — mulai kagum sama “bakat” Linguini. Tapi di balik semua itu, Skinner curiga. Dia nemuin surat yang ngungkap kalau Linguini ternyata anak Gusteau — pewaris sah restoran! Setelah bukti itu direbut Remy dan dibawa ke Linguini, Skinner langsung dipecat. Restoran pun kembali berjaya, resep-resep Remy jadi hits, dan Linguini mulai dekat dengan Colette.

Namun, setelah nama restoran makin naik, Food Critic Anton Ego — kritikus paling ditakuti yang dulu bikin Gusteau depresi — datang buat nulis review baru. Di tengah tekanan itu, hubungan Remy dan Linguini mulai renggang karena masalah ego dan rahasia mereka terbongkar. Saat marah, Remy malah ngajak seluruh koloni tikusnya buat ngerampok dapur restoran. Linguini yang kaget dan kesal ngusir mereka semua, termasuk Remy.

Drama dapur, persahabatan, dan mimpi besar seekor tikus pun makin panas — karena ternyata, bahkan di dunia manusia, siapa pun memang bisa memasak.