Em Tóquio, um estranho raio de luz branca atinge três garotas comuns: Momoko, Miyako e Kaoru. Elas ganham poderes especiais e se transformam nas Powerpuff Girls Z para proteger a cidade de monstros e vilões criados pela luz negra. Enquanto equilibram a vida escolar, amizades e conflitos do dia a dia, enfrentam inimigos caricatos e caóticos, sempre guiadas pelo Professor Utonium e o robô Peach. A série mistura comédia, ação e elementos mágicos em um estilo típico de anime.