Remy es un ratón que vive oculto en una casa a las afueras de Francia con una colonia de ratones liderada por su padre. Remy tiene un gran sentido del olfato y sueña con convertirse en chef, pero en lugar de ello en la colonia utilizan su olfato para detectar si la comida está envenenada o no. Cuando la anciana que vivía en la casa los descubre, los ratones se ven obligados a evacuar. Durante la huida Remy se aleja de los demás ratones y se pierde en las alcantarillas de París. Allí es donde encuentra accidentalmente el restaurante de su ídolo, el chef Gusteau, que ahora estaba dirigido por su socio Skinner.







Desde el techo de la cocina Remy ve como un novato cocinero, Alfredo Linguini, hecha accidentalmente ingredientes a una sopa. Remy escandalizado cae dentro de la cocina e intenta arreglar el estropicio que Linguini había causado. Pero Remy es capturado por Linguini y Skinner descubre a Linguini manipulando la sopa. Sin que nadie se de cuenta, la sopa es servida y se convierte en un éxito.

Tras haber capturado a Remy, Linguini se lo lleva a casa, donde descubre que puede controlar sus movimientos tirándole del pelo. De este modo Linguini con la ayuda de Remy (oculto en su sombrero) supera todos los retos de Skinner con creces. Más tarde Skinner descubre que Linguni es hijo de Gusteau. Remy roba los documentos que lo prueban y se los da a Linguini, que despide a Skinner.

Linguni empieza a salir con Colette, una cocinera del restaurante, dejándo de lado a Remy, que se reencuentra con la colonia y comienza a darles comida del almacén del restaurante. 

Anton Ego, uno de los críticos culinarios más destacados de todo París anuncia su próxima visita al restaurante "Gusteau's". Con la presión Linguini discute con Remy y descubre a las ratas robando la comida. Linguni hecha a todas las ratas, incluida Remy y les dice que no vuelvan. Finalmente, Remy y Linguni se disculpan y vuelven al restaurante, donde Linguni confiesa que el verdadero cocinero era una rata. Esto enoja al resto de cocineros que se van del restaurante dejando solos a Linguini, Colette y Remy.

Con la llegada del crítico Linguni pide ayuda a Remy que organiza a toda su colonia para ayudar en la cocina. Los ratones dirigidos por Remy preparan todos los platos y capturan a Skinner y al inspector de sanidad, para evitar que interfieran. Anton Ego pide un plato denominado ratatouille y queda tan maravillado que le pide a Linguni hablar con el chef. Linguni le dice que espere a que se vayan todos y es en ese momento cuando le revela la verdad.

Al día siguiente Ego escribe una muy buena crítica del restaurante que acaba siendo cerrado por el inspector de sanidad. Pero Linguini y Collete abren un nuevo restaurante llamado "Ratatouille" que tiene un gran éxito, donde Remy por fin puede ser chef.