Mitaine est une chatte errante vivant dans les ruelles New-Yorkaises. Abandonnée par sa famille adoptive, qui lui avait retiré ses griffes, elle subsiste en menaçant les pigeons locaux. En échange d'une partie de leur nourriture, elle ne les attaque pas.

Avec l'arrivée de Volt, les pigeons la dénonce au chien comme étant une des responsables de l'enlèvement de Penny, la maîtresse de Volt. Menacée par Volt, elle accepte d'aider Volt et entre dans son jeu. Elle découvre en lisant le collier de Volt qu'il vient d'Hollywood, et comprend que c'est un acteur.

Elle lui montre le chemin, mais Volt insiste pour qu'elle l'accompagne. Pendant leur voyage, elle va expliquer à Volt comment vivre comme un vrai chien, loin des plateaux de tournages : manger, jouer... Ils se lient d'amitié à mesure que Volt se rend compte qu'il n'est pas une star de cinéma.

A Las Vegas, elle propose à Volt de rester y vivre, puisque la ville regorge de nourriture. Mais Volt décide de continuer sa route. Elle tente de le persuader que les humains abandonnent les animaux, comme sa famille l'a abandonnée, sans succès. 

Finalement, c'est Rhino, le hamster qu'ils rencontrent en chemin, qui lui rappelle que les amis s'aident jusqu'au bout. Mitaine décide donc de rejoindre Volt à Hollywood. Finalement, Volt retrouve Penny, sa maîtresse, qui va aussi adopter Mitaine.