Kisah ini terjadi di New Orleans tahun 1912. Tiana kecil berteman baik dengan Charlotte, sahabatnya. Ibu Tiana, Eudora adalah seorang penjahit pakaian dari keluarga Charlotte. Dia biasanya menceritkan dongeng pada Tiana dan Charlotte seperti dongeng Pangeran Kodok. Charlote mau mencium kodok supaya berubah menjadi pangeran dan dia akan menikahinya, sementara Tiana tidak mau mencium kodok karena jijik.

Tiana gemar memasak seperti ayahnya, James. Tiana dan ayahnya mempunyai mimpi, mereka mempunyai restoran sendiri. Tiana kecil hanya dapat berharap pada bintang malam tentang keinginannya.

Beberapa tahun kemudian, ayah Tiana meninggal. Tiana tidak melupakan impian ayahnya memiliki restoran. Tiana pun bekerja keras. Ia menabung dan hampir membeli sebuah bangunan untuk restorannya.

Seorang pangeran dari Maldonia datang ke New Orleans tepat saat perayaan Mardi Gras yang akan diselenggarakan di rumah Charlotte. Charlotte sangat gembira dan membayar Tiana sebagai juru masak. Akhirnya, uang Tiana pun cukup untuk membeli sebuah bangunan.

Sementara itu, Pangeran Naveen dari Maldonia baru saja mendapat kabar bahwa tunjangan uang dari orangtuanya telah dicabut karena ia terlalu boros. Ia anak yang manja dan gemar bersantai, bermain gitar serta menggoda perempuan-perempuan di New Orleans. Pelayannya, Lawrence mengingatkan Naveen bahwa uangnya sudah tidak ada, Naveen hanya punya 2 pilihan yaitu bekerja atau menikahi gadis kaya seperti Charlotte.

Setelah berpesta, Naveen bertemu penyihir voodoo yang miskin bernama Facilier (manusia bayangan). Naveen tertipu oleh Facilier dan justru berubah menjadi kodok. Facilier mengubah Lawrence menjadi seperti Naveen selama dia memakai jimat berisi darah Naveen. Lawrence diajak bekerja sama dengan Facilier supaya mereka bisa menjadi lebih kaya.

Di pesta Mardi Gras, Tuan Fenner bersaudara, penjual bangunan itu memberitahu Tiana bahwa uang yang akan digunakan untuk membeli bangunan tersebut kurang, karena ada penawar lain yang menawarkan bangunan tersebut jauh lebih tinggi daripada Tiana. Padahal, sebelumnya mereka sudah membuat kesepakatan dan menyerahkan bangunan itu pada saat pesta Mardi Gras. Tiana yang kesal menarik kostum Tuan Fenner dan jatuh mengenai makanan di meja dan mengotori bajunya sendiri. Charlotte pun meminjamkan gaunya, Tiana yang sedih berharap pada bintang malam dan Charlotte asyik berdansa dengan Lawrence yang memakai sosok Naveen.

Pada saat yang bersamaan seekor kodok muncul. Tiana hanya berbasa-basi dan bertanya pada si kodok, ”Aku kira kau mau sebuah ciuman?”. Tidak disangka kodok yang ternyata Pangeran Naveen itu menjawab Tiana. Ia terkejut dan melempari boneka-boneka pada Naveen sebelum akhirnya setuju mencium Naveen untuk bayaran uang.

Ternyata Naveen tidak berubah menjadi manusia, tapi Tiana malah menjadi kodok. Rupanya karena Tiana bukan putri, maka Naveen tidak dapat menjadi manusia. Mereka dikerjar Stella, angjing Big Daddy ayah Charlotte dan meninggalkan pesta Mardi Gras menuju rawa.

Setelah bermalam di rawa, keesokan harinya Tiana dan Naveen bertemu Louis, seekor buaya yang bermimpi bisa bergabung di sebuah band dan memainkan terompet. Louis memberitahu mereka untuk menemui ahli voodoo yang buta bernama Mama Odie supaya mereka bisa menjadi manusia lagi. Mereka bertiga pun mencari Mama Odie.

Malam harinya, Naveen yang lapar hendak memakan nyamuk. Tiana juga tertarik dan tanpa sengaja lidah mereka tersangkut. Ketika Louis mencari tongkat untuk melepaskan lidah mereka, seekor kunang-kunang bernama Ray datang menolong mereka.

Karena Louis salah arah, Ray menjadi pemandu mereka. Di hutan, Tiana ribut dengan Naveen karena pandangan mereka yang berbeda. Tiana adalah pekerja keras semenatar Naveen hanya bermalas-malasan. Naveen menganggap Tiana tidak asyik. Saat itu, pemburu kodok berusaha menangkap Tiana dan Naveen. Tiana yang akhirnya tertangkap dibebaskan Naveen. Sejak itu, hubungan Tiana dan Naveen menjadi lebih baik, bahkan Naveen menganggap Tiana seseorang yang asyik.

Tiana memasak gumbi untuk makan malam mereka. Naveen yang selalu dilayani pelayan, termasuk menyikat giginya sendiri, belajar mengiris jamur dengan Tiana. Setelah makan malam, Ray menyanyikan lagu cinta sambil mengenalkan Evangeline, bintang malam yang dicintai Ray. Naveen mengajak Tiana berdansa.

Setelah berdansa, Naveen ditarik oleh bayangan-bayangan jahat kiriman Facilier karena darah Naveen yang dibutuhkan untuk jimay Lawrence telah habis. Sinar dari obor Mama Odie pun menghancurkan bayangan-bayangan itu. Mereka bertemu Mama Odie.

Menurut Mama Odie, untuk menjadi manusia, Naveen harus mencium putri. Charlotte menjadi putri Mardi Gras karena Big Daddy terpilih menjadi raja Mardi Gras. Namun Mardi Gras akan berakhir jam 12 malam. Tiana dan Naveen harus segera kembali ke Mardi Gras. Naveen menyadari bahwa ia mencintai Tiana dan tidak ingin bermalas-malasan lagi. Naveen ingin bekerja keras untuk mewujudkan impian Tiana memiliki restoran.

Di kapal menuju daratan, Naveen ingin melamar Tiana. Dia menyiapkan makan malam romantis dengan potongan buah. Namun rencananya batal ketika Tiana melihat bangunan yang gagal dibelinya. Tiana harus membayar uang untuk membeli bangunan itu besok. Naveen sadar dia tidak bisa cepat memperoleh banyak uang kecuali menikahi Charllote dan memberi uang pada Tiana. Saat meninggalkan Tiana, Naveen ditangkap oleh bayangan Facilier yang lain.

Tiana turun dari kapal bersama Ray dan Louis. Ketika dia melihat ‘Naveen’ yang sebenarnya Lawrence akan menikah dengan Charlotte, Tiana patah hati. Ray tahu ‘Naveen’ itu tidak mungkin Naveen yang asli karena Tiana masih berwujud kodok.

Ray membebaskan Naveen dari kotak perangkap. Naveen menarik jimat Lawrence dan memberikan jimat itu pada Ray untuk dibawa pergi. Lawrence pun menjadi Lawrence kembali dan segera bersembunyi di bangunan. Ray pun dikejar oleh bayangan tersebut berserta Facilier. Ray memberitahu Tiana bahwa yang dilihatnya bukanlah kenyataan sambil menyerahkan jimat itu pada Tiana. Ray menghancurkan bayangan jahat tersebut dengan sinarnya, tetapi dia sendiri ditampar dan diinjak Facilier.

Tiana hendak menghancurkan jimat itu, tetapi Facilier memberinya ilusi. Jika Tiana memberikan jimat itu pada Facilier, Facilier akan mengubah Tiana menjadi manusia dan memberi restoran mewah pada Tiana, seperti impian ayahnya. Tetapi Tiana sadar bahwa ayahnya memang tidak mendapatkan apa yang dia inginkan, tetapi ayahnya mendapatkan apa yang dua butuhkan, yaitu cinta. Tiana menolak tawaran Facilier dan menghancurkan jimat itu. Facilier ketakutan dan dia ditarik bayangan, kemudian menghilang.

Lawrence yang menipu akhirnya ditangkap. Naveen menemui Charlotte, meminta ciuman dan setuju untuk menikahinya tetapi Charlotte harus memberikan Tiana restoran. Tiana menghampiri Naveen. Ia mengatakan bahwa mimpinya tidak akan sempurna tanpa Naveen.

Charlotte terharu dengan kisah seperti dongeng ini. Ia mau mencium Naveen tanpa harus menikahinya, tetapi jam telah berdentang lewat jam 12. Naveen dan Tiana tetap menjadi kodok. Mereka diberi kabar bahwa Ray hampir meninggal. Setelah meninggal, Ray menjadi bintang malam juga, mendampingi Evangeline.

Tiana dan Naveen menikah sebagai kodok, disaksikan binatang-binatang hutan dan Mama Odie. Ketika mereka berciuman, mereka berubah menjadi manusia. Ketika Tiana sah menjadi istri Naveen, Tiana menjadi putri di hati Naveen dan ciumannya melepaskan kutukan.

Tiana membeli bangunan impiannya dan bersama Naveen, mereka merenovasi bangunan itu menjadi restoran bernama Tiana’s Palace. Mereka pun hidup bahagia.