小老鼠雷米在嗅觉方面有着无与伦比的天赋，不想过与垃圾堆为伴的生活，心怀成为五星大厨的梦想。一个偶然的机会，他认识了古斯特餐厅的学徒林奎尼，这个倒霉的学徒生性害羞，在厨艺上更是没有什么天赋，并且遭到餐厅大厨的排挤，即将被解雇。这一人一鼠结成了奇特的联盟：雷米奉献自己极富创造力的大脑。操作林奎尼前台“表演”。在雷米的帮助下，林奎尼不但成为新的“天才厨师”，获得了美女同事的爱情，还挫败了大厨的阴谋，成为古斯特餐厅的合法继承人。突如起来的成功让林奎尼有些不知所措，想摆脱自己的傀儡身份，把雷米赶出了厨房。古斯特餐厅的成功，引起了苛刻的美食评论家科隆的注意，准备一尝林奎尼的手艺，重新为餐厅评定星级；而不甘失败的前大厨，蠢蠢欲动，想要找到林奎尼一夜成名的秘密。失去了雷米，林奎尼该如何面对这些问题……
雷米是一只具有高度味觉和嗅觉的小老鼠，梦想着成为一名厨师，就像他的人类偶像已故的奥古斯特·古斯托一样，但他的殖民地的其他成员，包括他的哥哥埃米尔和他的父亲，氏族首领姜戈，只有为维持生计而进食，并对人类保持警惕。这些老鼠住在巴黎郊外一位老妇人的阁楼里，但当这位女士发现它们时，它们被迫撤离，雷米也与其他人走散了。在想象中的古斯托的鼓励下，他不断探索，直到发现自己位于古斯托餐厅的屋顶上。
雷米注意到餐厅新来的垃圾男孩阿尔弗雷多·林吉尼 (Alfredo Linguini) 正在尝试修复他弄坏的汤，于是他跳出来纠正林吉尼的错误。林吉尼当场抓住了雷米，但没有向古斯托的前副主厨、餐厅的新老板斯金纳透露他的情况。斯金纳质问林吉尼篡改汤，但当汤意外上桌并证明很成功时，餐厅唯一的女厨师科莱特塔图说服斯金纳保留林吉尼并秉承古斯托的座右铭“任何人都可以做饭”。在要求林吉尼复制汤后，斯金纳发现了雷米并命令林吉尼把他带到外面杀死他。当他们独处时，林吉尼发现雷米能理解他，并说服雷米帮他做饭。
雷米躲在无边帽下，拉着林吉尼的头发，像牵线木偶一样控制林吉尼的动作。他们重新制作汤，并继续在餐厅做饭。科莱特不情愿地训练林吉尼，但逐渐开始感激有人听从她的建议。后来，雷米找到了埃米尔并与家族团聚。雷米告诉姜戈他打算留在餐厅后，姜戈向他展示了一群被消灭的老鼠，试图让他相信人类是危险的，但雷米无视他的警告并离开了。
与此同时，斯金纳通过林吉尼已故母亲的一封信发现林吉尼是古斯托的私生子，也是餐厅的合法所有者。斯金纳对这一消息感到震惊和愤怒，因为古斯托的遗嘱称，他将继承餐厅的所有权，前提是古斯托去世前两年没有出现任何亲生继承人。在他的律师证实林吉尼是古斯托的继承人后，斯金纳将证据藏在一个信封中，但雷米发现了它并逃跑了，并向林吉尼展示了文件，然后林吉尼将斯金纳赶了出去。随着雷米的食谱变得流行，餐厅生意兴隆，而林吉尼的生活随着他与科莱特发展出浪漫的关系而得到改善。美食评论家 Anton Ego 此前对餐厅的负面评论间接导致了 Gusteau 的死亡，向 Linguini 宣布他将在餐厅用餐。林吉尼 (Linguini) 将雷米 (Remy) 的厨艺归功于自己的餐厅后新闻发布会上，他和雷米闹翻了。作为报复，雷米带领他的部落袭击餐厅的食品储藏室寻找食物。林吉尼前来道歉，但发现袭击后，他愤怒地将雷米和其他老鼠赶了出去。
第二天，雷米被斯金纳抓获，但很快被姜戈和埃米尔释放。回到餐厅后，他与林吉尼和解，林吉尼向他的员工透露了真相，他们都立即辞职了。科莱特想起了古斯托的座右铭，回来帮助姜戈和家族按照雷米的指示做饭，而林吉尼则负责服务员。斯金纳和一名健康检查员试图干预，但被老鼠锁在食品储藏室里。雷米创造了料理鼠王的变种这让自我想起了他母亲做的饭菜。伊戈要求见见厨师，当餐厅晚上关门后被介绍给雷米时，他感到很惊讶。第二天，他写了一篇题为“法国最好的厨师”的评论，表示他已经理解了古斯托的座右铭，并将雷米描述为“不亚于法国最好的厨师”，但没有透露他是一只老鼠。
斯金纳和卫生检查员获释后，他们通知当局，餐厅被关闭，伊戈失去了工作和信誉。雷米、林吉尼和科莱特开了一家名为 La Ratatouille 的小酒馆，现在更快乐的自我投资并经常光顾，老鼠群定居在小酒馆的阁楼作为他们的新家 。