Mayoi Neko Overrun! es un anime de comedia y romance que sigue la historia de Takumi Tsuzuki, un estudiante de secundaria que vive en una panadería junto a su amiga de la infancia Fumino Serizawa. Un día, Takumi se encuentra con una chica perdida y sin hogar llamada Nozomi Kiriya, quien se convierte en su nueva compañera de casa.
Nozomi es una chica adorable pero un poco despistada que tiene la costumbre de llevar consigo a un gato callejero llamado Nyaa-sama. Juntos, Takumi, Fumino, Nozomi y Nyaa-sama enfrentan situaciones divertidas y caóticas mientras lidian con los desafíos de la vida diaria.
A lo largo de la serie, Takumi descubre que Nozomi tiene un sueño secreto de convertirse en pastelera y decide ayudarla a alcanzar su objetivo. Mientras tanto, Fumino comienza a darse cuenta de sus sentimientos por Takumi, lo que complica aún más la dinámica del grupo.
A medida que la historia avanza, los personajes enfrentan obstáculos en su camino hacia la realización de sus sueños y se ven envueltos en emocionantes aventuras que ponen a prueba su amistad y lealtad. Con un elenco colorido de personajes y situaciones divertidas, Mayoi Neko Overrun! es un anime encantador que combina el humor y el romance de una manera única y entretenida.