謎の物質・ケミカルXを研究していたユートニウム博士と、助手であり息子でもあるケン君 。研究中、ケミカルXになんと、大福が入ってしまった！！激しい化学反応を起こしたケミカルXは、新たな物質、ケミカルZへと変化したのだった。

そんなある日、東京CITY近海に突如として巨大な氷山が出現。ケンがケミカルZを光線にして打ち込むと、ケミカルZは白い光と黒い光となって東京CITYに放たれた。 赤堤ももこ、豪徳寺みやこ、松原かおるは、ごく普通のジュニアハイスクールの1年生で、ごく普通の暮らしを送っていたが、ケミカルZの白い光を浴びてしまう。 そして爆進スウィート・トリオ、パワパフガールズZが誕生したのだ！！