Champion, un niño solitario criado por su abuela Madame Souza, encuentra en la bicicleta su mayor pasión. Tras años de entrenamiento, logra competir en el Tour de Francia, pero durante la carrera es secuestrado por unos misteriosos hombres de negro. Decidida a rescatarlo, Madame Souza emprende un viaje junto a su fiel perro Bruno hasta la ciudad de Belleville, donde recibe la ayuda de las legendarias Trillizas de Belleville. Guiados por el extraordinario olfato de Bruno, seguirán el rastro de Champion y enfrentarán los oscuros planes de la mafia francesa.