加贺美（Kagami）拉着马丽娜（Marinette）前往东京，协助“恒心战队（Stellars）”对抗全新的超级反派。但马丽娜很快发现，好友此次日本之行，还藏有不为人知的另一层缘由。

马丽娜是住在现代法国的巴黎少女，因为一次善举获得神秘老人的认可，得到了能变身为超级英雄奇迹少女的力量。同样获得变身能力的还有马丽娜的同班同学艾俊，他是知名设计师之子，因家庭过度保护长期在家自学，第一天上学却阴错阳差使马丽娜误会其恶作剧。双方在不知道对方真实身份的情况下，以奇迹少女及黑猫罗尔之名义拯救被黑化的巴黎市民，而艾俊对马丽娜澄清恶作剧一事后，艾俊温文的风度使得马丽娜开始想和他交朋友，一见艾俊便手足无措，但是艾俊却崇拜上智勇双全的奇迹少女，以黑猫黑尔的身份几度示爱，都被心有所属的马丽娜拒绝。两人面临的挑战除了爱情问题，还有在巴黎制造混乱的邪恶反派。

剧情设置在现代巴黎，中法混血的Marinette Dupain-Cheng（玛丽内特·杜平-程）是一个普通的中学女生，性格有些犹疑羞涩，梦想成为时装设计师，暗恋同班的帅气男生Adrien Agreste（阿德里安·阿格里斯特）。当有坏人威胁巴黎时，Marinette化身正义勇敢的英雄Ladybug（瓢虫），搭档爱调戏人的Chat Noir（黑猫），一起打击邪恶势力。但Marinette并不知道面具下的Chat Noir正是她一直不敢表白的男生Adrien，而Adrien也不知道自己的暗恋对象Ladybug却是Marinette。
Set in modern-day Paris, the series focuses on a teenage junior high school girl named Marinette Dupain-Cheng and her classmate and crush Adrien Agreste. When evil arises, Marinette becomes a superhero named Ladybug, while Adrien becomes Chat Noir/Cat Noir. Not knowing each other's true identity, the two work together to protect Paris from a villain named Hawk Moth who covets their powers.