在一次偶然中，个性有些懦弱的善良男孩嘉和骑央（田村睦心 配音）遇见了一位长有猫耳和猫尾的奇特少女。少女自称爱丽丝（伊藤加奈惠 配音），此行来到地球为的是和日本政府联络感情，可是外表天真可爱性格又有些迷糊的爱丽丝却把大部分的时间都花在了游玩上面。　　某些邪恶的神秘组织向爱丽丝发起了攻击，骑央责无旁贷的担负起了保护爱丽丝的重任。虽然爱丽丝本身就有着很强的战斗能力，又有机械猫护体，但在青梅竹马金武城真奈美（户松遥 配音）和同班同学双叶葵（花泽香菜 配音）的帮助下，骑央还是一次又一次的将爱丽丝救回于水火之中。这些袭击爱丽丝的人究竟是谁？他们又为何要对一个纯真少女发起攻击？这一切疑问都有待骑央亲手解开波多野结衣电影