Sur les bords du Mississippi, dans les années 20, La Nouvelle-Orléans vibre au son du jazz et de la romance. Pourtant, la belle Tiana n'a pas une minute à perdre en rêvant à l'amour. Passionnée par la cuisine, elle se consacre entièrement à son plus cher désir : devenir une restauratrice à succès et accomplir ainsi le rêve de son père. Mais malgré ses efforts, les obstacles se multiplient. Un séduisant jeune prince, Naveen, vient d'arriver en ville, attiré par sa passion du jazz. Gâté, irresponsable et paresseux, le jeune homme a jusqu'ici compté uniquement sur son charme pour réussir dans la vie. Sa richesse et son rang attirent le malfaisant Dr Facilier, un sorcier qui pratique la magie noire. Ne parvenant pas à profiter de la fortune du prince, Facilier se venge, et le transforme en grenouille.

Naveen persuade Tianade lui donner un baiser pour qu'il retrouve sa forme humaine. Mais le résultat n'est pas celui espéré : c'est la jeune fille qui est à son tour métamorphosée en batracien. Voilà nos deux amphibiens errant dans le bayou, traqués par des chasseurs de grenouilles. Ils espèrent trouver de l'aide auprès d'une mystérieuse sorcière âgée de 197 ans, Mama Odie. Au fil de leur périlleux voyage, Tiana et Naveen vont rencontrer une luciole cajun perdue d'amour, et un alligator joueur de jazz. Face au danger, ces deux ''grenouilles'' vont apprendre à voir le meilleur l'une chez l'autre, à surmonter leurs différences et à faire face ensemble aux épreuves. Elles vont aussi découvrir que les rêves peuvent devenir réalité... mais jamais comme on s'y attend !