故事背景設定於1958年(昭和33年),一位大學教授和他的兩個女兒搬進一個森林附近的一所舊房子,因為他的妻子染上了結核病,在附近的一所醫院康復中。
梅追趕一隻小龍貓,牠引領了她去找到森林守護者「龍貓」。梅被牠們迷住了,並且下定決心去尋找大龍貓。
一個下雨的晚上,當女孩們在公車站牌邊等爸爸時,她們遇到了一個用樹葉擋雨的大龍貓。當梅想把一個成熟的玉米帶給住在醫院的媽媽時迷了路,眾人到處尋找她,皋月最後去找大龍貓幫忙;在牠的幫助下,梅被迅速找到了。
龍貓召喚而來的貓公車,接送皋月和梅穿過鄉間,到醫院探望她們的媽媽。