Черный котенок Рудольф живет у девочки по имени Ри. Девочка уходит из дома, котенок выбирается на улицу. С крыши он осматривает окрестности. Он видит, что девочка забыла закрыть калитку, выходит на улицу, уворачивается от прохожих, машин, велосипедистов, падает в ящик с рыбой, убегает от разгневанного продавца с рыбкой в зубах, запрыгивает в кузов грузовика и отправляется в путь. На следующее утро он просыпается и выпрыгивает из машины в незнакомом городе (это Токио). Снова прохожие, машины, велосипедисты. В тихом переулке к Рудольфу подходит огромный полосатый кот. Он требует у малыша рыбу. Тот вынужден отдать свою добычу. Котенок называет свое имя и спрашивает имя кота. Тот отвечает: их миллион. Очень странное имя, удивляется Рудольф. Где живет котенок? На третьей улице. Больше Рудольф ничего сказать не может. Большой кот объясняет малышу, что по такому адресу он никогда не доберется до дома.
Ихмиллион приглашает котенка к себе в логово. По пути все коты шарахаются в стороны от грозных взглядов нового знакомого Рудольфа.
На следующий день большой кот и Рудольф совершают обход района в поисках пропитания. Они подходят к школьной столовой, поварихи удивлены: Босс точно знает, когда в меню мясное рагу. Где-то знакомца Рудольфа называют Полосатиком, где-то Гигантом, где-то Таби. Теперь ты понял про миллион имен? А Рудольфом ты сам себя назвал? Нет. Это идея Ри, в честь императора. А, который династии Гамбургеров! А как ты научился ладить с людьми? Наверное, ты когда-то был домашним? Вопрос Рудольфа остается без ответа.
Рудольф знакомится с Буши. Этот кот обитает в компьютерном магазине, он считает себя модным и стильным, говорит, что знает обо всем, что творится в районе. Одинокого кота, с которым живет Рудольф, боятся все, кроме Дьявола. Однажды Одинокий кот победил в бою даже пса. А кто такой Дьявол? Буши показывает Рудольфу огороженный забором двор, из которого раздается страшное рычание. На воротах красуется табличка «Осторожно, злая собака!»
Буши подтверждает версию Рудольфа: Одинокий кот действительно был когда-то домашним. Дом его хозяина находился по соседству с домом, который охраняет Дьявол. Они неплохо ладили, но хозяин кота уехал, а Дьявол стал насмехаться над бездомным.
Рудольф спрашивает, откуда Ихмиллион столько знает. Тот рассказывает, что его хозяин, пока не уехал, обучил его искусству чтения. Целый год Тигр (так называл Ихмиллиона его хозяин) учился читать и, наконец, освоил это умение. И это ему очень помогает в жизни. Например, читая меню, вывешенное на школьной столовой, он всегда может узнать, когда будут готовить его любимое мясное рагу. Ихмиллион ведет Рудольфа в школу, там сейчас летние каникулы. Они пробираются в школьный класс, Ихмиллион показывает котенку книги с картинками. Вот энциклопедия животного мира. Тут нарисован лев, здесь написано, сколько он весит, какой он большой. Рудольф просит Ихмиллиона научить его чтению. Тот соглашается, но при одном условии: котенок не должен бросать занятия на полпути. Ихмиллион показывает Рудольфу, как пишутся знаки хираганы и ромадзи.
Коты снова навещают школу. На этот раз им открывает дверь учитель, похожий на медведя с картинки в энциклопедии. Он пропускает Босса и Черныша в библиотеку. Они рассматривают книжки. Учитель смотрит телевизор. Рудольф смотрит на экран и внезапно узнает вид, который он наблюдал с крыши своего дома. Под картинкой надпись: город Гифу. Рудольф с Ихмиллионом изучают карту Японии и выясняют, где находится родной город котенка. Ихмиллион утверждает, что Гифу находится очень далеко, кошки не могут преодолеть такое расстояние. Рудольф возражает: если я приехал сюда на грузовике, на грузовике и уеду. Он выскакивает на улицу, бежит и обнаруживает фургончик с надписью Гифу на борту. Рудольф заскакивает внутрь, водитель запирает дверь в фургон. Буши и Одинокий кот мчатся за машиной. Котенок попал в рефрижератор, ему становится очень холодно. Машина останавливается, водитель отпирает двери фургона. Ихмиллион извлекает на улицу кусок льда, в который превратился котенок. Он разбивает глыбу могучим ударом широкого льда. Рудольф приходит в себя и получает оплеуху: только необразованные собираются в дальнее путешествие без плана.
Через некоторое время коты обнаруживают рекламное объявление: автобусный тур Токио – Гифу. Они отправляются на автостанцию, узнают дату и время отправления автобуса. Накануне отъезда Рудольфа Буши предлагает организовать прощальную вечеринку. Рудольф говорит, что с удовольствием отведал бы мяса. Ихмиллион куда-то уходит. Через некоторое время прибегает Буши с печальным известием: Одинокий кот сильно ранен, он лежит во дворе дома, где раньше жил его хозяин. Он отправился в Дьяволу и попросил у него мяса для прощальной вечеринки. Пес обманом заманил его во двор и набросился на кота. Буши и Рудольф ничем не могут помочь своему другу. Тогда Рудольф отправляется к дому, где живет учитель. Он мяуканьем вызывает его на улицу, а затем когтями на земле пишет: Босс умирает. Он отводит учителя к Ихмиллиону, человек относит кота в ветеринарную лечебницу, где ему оказывают помощь.
Больному потребуется две недели покоя. Учитель на это время берет Босса к себе, Черныш тоже допущен в его жилище. Ихмиллион приходит в себя. Он говорит Рудольфу, что попал под машину. Автобус уже скоро отправляется. Рудольф прощается с другом и уходит. Они с Буши отправляются на встречу с Дьяволом, Рудольф дразнит пса, тот гоняется за котенком по всему двору, падает в пруд. Он не умеет плавать и умоляет котов спасти его. Те берут с него обещание никогда не обижать кошек и протягивают ему метлу.
Через некоторое время Рудольф все-таки отправляется в Гифу на попутной машине, но за время его отсутствия Ри обзавелась точно таким же черным котенком. Рудольф возвращается в Токио. Там он узнает, что вернулся хозяин Тигра. Он устраивает вечеринку для своего кота и его друзей. Рудольф мечтает о новых путешествиях.
