Françoise Dupont est une jeune étudiante, recueillie enfant par la famille Charpentier à la suite de la disparition de ses parents égyptologues.
Le jour, elle va au lycée de Furtive-ville avec ses amies Ficelle et Boulotte. La nuit, secrètement, elle enfile son costume noir et devient Fantômette. Seul son ami et soutien Œil-de-Lynx, journaliste à ses heures perdues, connaît sa véritable identité.
Ensemble, ils pourchassent les criminels et notamment le mystérieux Masque d'Argent, homme habile et baron du crime. Ce dernier semble avoir un lien avec l'étrange disparition des Dupont...
Cet animé est librement inspiré de la série romanesque pour enfants, aussi intitulée Fantômette. Les 52 volumes qui composent ces aventures ont été écrits par Georges Chaulet et publiés de 1961 à 2011 aux éditions Hachette, dans la collection Bibliothèque Rose.
En 1993, Fantômette fut l'objet d'une adaptation en prise de vues réelles. Cette série télévisuelle proposait alors des histoires inédites par rapport aux romans.
Sur plusieurs points, la série animée diffère de l'œuvres d'origine:
- en premier lieu, la ville où agit Fantômette, n'est plus Framboisy mais une grande ville futuriste appelée Furtive-ville. A ce sujet, la technologie est mise en avant et Fantômette dispose d'un arsenal de pointe alors que traditionnellement l'héroïne ne dispose que de petits gadgets.
- par ailleurs, les jeunes protagonistes sont unis par des liens d'amitié certes mais aussi de parenté contrairement aux romans. On peut noter également qu'il n'était pas fait mention initialement d'une quelconque disparition en ce qui concerne la famille de Françoise.
- Boulotte n'est plus obsédée par la nourriture mais par la protection des animaux et Ficelle, l'aînée, semble la plus maligne.
- Le Masque d'Argent est un célèbre criminel reconnu dans les livres. A contrario, la série lui confère le rôle d'un homme machiavélique se faisant passer aux yeux de tous comme un généreux philanthrope pour masquer ses activités illicites.
- Le Furet, ennemi récurrent de Fantômette dans les livres, doit composer avec d'autres criminels inédits tels que Söze ou Véra Virabova.