RESUMEN

La película abre con la estrella azul (que también apareció en la película Pinocho) centellando por encima de Nueva Orleans, alrededor del año 1913, tiempo en que Woodrow Wilson fue elegido como el 28.o presidente de los Estados Unidos. Dos niñas pequeñas amigas, Tiana y Charlotte La Bouff, están escuchando la historia El príncipe rana, contada por la madre de Tiana, Eudora, una costurera a menudo contratada por los La Bouff (dirigidos por el torpe y todavía propietario de unos tipos de molinos de azúcar, Eli Gran Papi La Bouff) para hacerle vestidos a Charlotte. Aunque Charlotte se emociona con la idea de encontrar un príncipe, Tiana jura que jamás lo necesitará, y que sería incapaz de besar un sapo. Tiana (que desde niña ha tenido una habilidad virtuosa para la cocina) en cambio comparte un sueño con su padre, James, quien acabaría muriendo en la guerra pocos años después sin poder abrir un restaurante propio, llamado «Tiana's Place» (El Mesón de Tiana). Trece años han transcurrido, así como la Primera Guerra Mundial, En abril de 1926 Tiana ahora está trabajando como camarera y ahorrando para cumplir su anhelado sueño, parece haber dejado de divertirse, ya que su padre murió durante la guerra hace varios años. Finalmente consigue el dinero y muestra a su madre sus planes de convertir un antiguo almacén de Riverside en un elegante restaurante, pero su mamá insiste en que Tiana tiene que atender otros aspectos de la vida y que, a pesar de que su padre nunca obtuvo lo que quería, sí tenía lo que necesitaba: amor.
Mientras tanto, el príncipe Naveen, del legendario reino de Maldonia, llega a la ciudad con su mayordomo Lawrence. El príncipe ha sido reprendido por sus padres (el Rey de Maldonia y la Reina de Maldonia) por su estilo de vida mujeriego y amante del jazz, y tiene que casarse o conseguir un trabajo para ganarse la vida, por lo que planea unirse a Charlotte para ganar su fortuna. Naveen y Lawrence pronto conocen al Dr. Facilier, un ambicioso brujo (conocido como El Hombre Sombra), que convierte a Naveen en un sapo mientras canta la canción "Tengo amigos del Más Allá" y consigue que Lawrence se le una en su plan para tomar el control de Nueva Orleans.
En el gran baile de disfraces de los La Bouff, Tiana (que fue contratada por su amiga Charlotte para preparar la comida de la fiesta) se entera de que otro cliente —posiblemente, un agente de bienes raíces— ha hecho una oferta más alta por el edificio que ella quería para su restaurante, y ahora se ha quedado sin nada, a menos que le pueda superar la oferta a la brevedad. Después de haber renunciado a la esperanza, ella pide desesperadamente un deseo a una estrella, cuando Naveen sapo aparece. Tiana se asusta, y Naveen, pensando que ella es una princesa, le explica lo que el Dr. Facilier hizo con él y le pide Tiana que le dé un beso para convertirlo nuevamente en humano diciéndole que él es millonario y a cambio le dará lo que ella le pida. Tiana, que recuerda que está a punto de perder su edificio y sabiendo que tiene la oportunidad para el restaurante que siempre ha soñado, se convence y accede darle el beso a Naveen, pero algo sale mal y Tiana se convierte en una rana.
Forman un escándalo en la fiesta y son perseguidos, mientras que Lawrence utiliza un amuleto vudú para hacerse pasar por el príncipe Naveen y conquistar el corazón de Charlotte. Sin embargo, se requiere la sangre de Naveen para que el amuleto funcione, por lo que Facilier envía a sus espíritus malignos para recapturar al príncipe, que ha escapado al bayou con Tiana. Facilier planea usar a Lawrence para que se case con Charlotte, matar a su padre, Gran Papi, y entonces apoderarse de Nueva Orleans, alimentando con las almas de los ciudadanos a sus «Secuaces» los Demonios.

En el bayou, Tiana y Naveen conocen a Louis, un caimán y amigo de Naveen que quiere ser humano para convertirse en un músico de jazz, y a Ray, una vieja luciérnaga macho que está enamorada de la estrella azul a la que él ha estado nombrando Evangeline. Son llevados a ver a Mamá Odie, la vieja y excéntrica sacerdotisa vudú del pantano. En el camino, a pesar de sus diferencias anteriores, Naveen y Tiana se enamoran, aunque ella decide ocultarle sus sentimientos y perseguir su sueño de tener su restaurante.
Con el tiempo llegan a Mamá Odie, quien insiste en que necesitan profundizar más para conseguir lo que necesitan. Naveen se da cuenta de que esto significa estar con Tiana, pero Tiana malinterpreta esto con tener que trabajar aún más duro para su restaurante. Mamá Odie pone de manifiesto que, para que los dos vuelvan a ser humanos, Naveen debe besar a Charlotte, que es la princesa del Mardi Gras, antes de la medianoche, cuando el Mardi Gras termine. Vuelven a Nueva Orleans en uno de los barcos fluviales. En el camino, Louis es reclutado por una banda de jazz, que piensan que Louis es un hombre con disfraz de caimán, mientras Naveen hace un anillo de compromiso para proponerle matrimonio a Tiana y le habla a Ray de sus sentimientos hacia Tiana cuando éste cree que se le insinuaba a Evangeline.
Naveen planea una cena romántica en donde llega el momento de proponerle matrimonio a Tiana, pero al pasar por el almacén al que ella tiene pensado convertir en un restaurante, Tiana muestra más interés en su sueño que en Naveen, por lo que él piensa que no es correspondido. Sabiendo que nunca será capaz de conseguir el dinero para el restaurante de Tiana a menos que se case con Charlotte, Naveen decide casarse y darle su dinero a Tiana para que pueda abrir su restaurante, pero Naveen admite que a Tiana le importa más el restaurante que a él.
Sin embargo, Naveen es secuestrado por los espíritus malignos, y es llevado a Facilier, quien lo encierra después de obtener una pequeña cantidad de su sangre para el amuleto. Mientras, Ray le revela a Tiana que Naveen verdaderamente la ama, y que quería proponerle matrimonio. Tiana se apresura al desfile de Mardi Gras para encontrar a Lawrence (disfrazado del Príncipe Naveen) casándose con Charlotte, habiendo recargado el amuleto vudú. Pensando que Lawrence es el verdadero Naveen, Tiana se escapa hacia un cementerio con el corazón destrozado y le dice a Ray que Evangeline es sólo una estrella y que en realidad nunca se encontrará con ella. Él no parece creerla en absoluto, y pide disculpas a Evangeline en su nombre. Ray fue a la carroza donde estaban Charlotte y Lawrence para averiguar lo que sucedía en realidad y se entera que no es el verdadero Naveen, sino un impostor.
Ray consigue liberar al verdadero Naveen y robar el amuleto, lo que causa que Lawrence retome su verdadera forma, Ray se enfrenta a Lawrence para salvar a Naveen y se lleva el amuleto para mostrarle a Tiana la verdad. Los espíritus malignos van tras Ray y Louis al ver a su amigo en problemas, se revela como un verdadero cocodrilo para ayudarlo. Ray consigue llegar hasta donde estaba Tiana entregándole el talismán diciéndole que corra y nunca deje que el Dr. Facilier se apodere de él. Cuando los espíritus malignos llegan para recuperar el talismán, Ray los enfrenta con su luz, pero Facilier lo noquea de un golpe y lo aplasta dejándolo malherido. Una vez que Facilier y los espíritus acorralaron a Tiana, ella amenaza con destruirlo, asustado con esa amenaza, el Dr. Facilier ofrece a Tiana todo lo que siempre quiso, incluyendo su restaurante y su forma humana, ella recuerda a su padre y sabe que lo más importante es el amor que le inculcó, y que seguir a su corazón es más importante que tomar el camino fácil, tal y como su madre le había dicho. Al intentar romper el talismán, la sombra de Facilier lo recupera y le devuelve su forma de rana, pero con su lengua lo recupera y finalmente lo rompe liberando a los espíritus malignos que proceden a arrastrar al mago a su mundo, dejando tras de sí una lápida con su nombre y cara de espanto grabados.
De vuelta en el desfile de Mardi Gras, Naveen le propone matrimonio a Charlotte, pero Tiana confiesa que prefiere tenerlo a él como una rana antes que tener su restaurante, pues lo ama. Charlotte ofrece darle un beso para que pueda casarse con Tiana, pero es demasiado tarde: el Mardi Gras se ha acabado y ella ya no es una princesa. Louis encuentra a Ray herido y lo lleva hasta la pareja. Él ve que Tiana y Naveen aún son ranas, pero están juntos y expresa su felicidad antes de morir. En su funeral, miran hacia arriba y ven que otra estrella ha aparecido junto a Evangeline: se trataba de Ray reuniéndonse finalmente con su amor.
Naveen y Tiana contraen matrimonio en el bayou en una ceremonia oficiada por Mamá Odie. Sorpresivamente, su beso los convierte de nuevo en humanos, pues al ser la mujer de Naveen, Tiana es una princesa con todas las de la ley. Los ahora príncipes regresan a Nueva Orleans y recuperan el edificio, con Louis amenazando a los agentes de bienes raíces. Trabajan juntos y abren el restaurante de Tiana, que se denomina «El Mesón de Tiana», un negocio exitoso donde Louis toca la trompeta en su banda Firefly Five Plus Lou.
La película termina con Tiana y Naveen bailando mientras las dos estrellas, Ray y Evangeline, centellean en el cielo.