영화의 무대는 범죄가 판치는 한 도시 타운스빌. 독신자인 유토늄 교수는 딸처럼 키울 수 있는 귀여운 여자아이를 만들려고 설탕과 케찹, 마요네즈까지 온갖 맛있는 것들을 배합하는 실험을 한다. 그때 그의 조교 원숭이인 '조조'가 배합 재료 속에 강력한 신비의 물질 '케미컬 X'를 몰래 섞는다. 때문에 예상치 못한 결과가 나오는데. 그것은 바로 귀엽고 터프한 세소녀가 엄청난 초능력을 소유하게 된 것이다. 그렇게 탄생한 슈퍼파워 맹랑소녀들은 이름하여 '파워퍼프 걸'