В центре сюжета разворачивается история двух подростков, Эдриана и Маринетт, которые ведут двойную жизнь, скрываясь за масками супергероев Леди Баг и Супер-кота. Их повседневное существование наполнено обычными школьными заботами и мечтами, но в момент, когда Парижу грозит опасность, они мгновенно преображаются в бесстрашных защитников города. Главная угроза исходит от таинственного злодея по имени Бражник, который с помощью своих акум – тёмных бабочек, способных проникать в сердца людей, охваченных негативными эмоциями, – создаёт армию суперзлодеев. Каждая такая бабочка, попадая на какой-либо предмет или прямо в человека, усиливает его гнев, разочарование или обиду, превращая жертву в могущественного противника с уникальными способностями. Задача героев – обезвредить этих злодеев, извлечь акуму и очистить её, прежде чем Бражник сможет заполучить магические талисманы Леди Баг и Супер-кота, которые дадут ему абсолютную власть.
При этом сами герои остаются в неведении относительно истинных личностей друг друга, что создаёт напряжённую и трогательную динамику их отношений. Маринетт, скромная и мечтательная девушка, тайно влюблена в Эдриана, своего одноклассника, но даже не подозревает, что он и есть её напарник Супер-кот – самоуверенный и харизматичный герой, который постоянно пытается завоевать сердце Леди Баг. В свою очередь, Эдриан, воспитанный в строгости и одиночестве, видит в Леди Баг идеал смелости и доброты, не догадываясь, что под маской скрывается та самая неуклюжая, но добрая Маринетт, с которой он ежедневно общается в школе. Эта двойная неразделённая любовь становится источником как комичных, так и драматичных ситуаций, усложняя их миссию, поскольку эмоциональная вовлечённость угрожает раскрытием тайн. По мере развития сюжента герои сталкиваются с новыми вызовами, их связь крепнет, а угрозы со стороны Бражника становятся всё изощрённее, заставляя их балансировать между долгом, чувствами и страхом разоблачения, что в конечном итоге определяет судьбу не только их отношений, но и всего Парижа.