Kedilerin Kaybolma Mevsimi, yirmi iki bölümden oluşur. Küçük bir kızın kedisinin kaybolmasıyla başlar ve ilginç bir şekilde sona erer.
Sevgi, karşılaştığı tüm kötü olaylardan kendisini sorumlu tutan bir kızdır. Bir gün kedisi Titrek'in yatağında olmadığını görür ve yine kendisini suçlayarak kedisini aramaya başlar. Annesi Melahat Hanım’la birlikte her yerde Titrek’i ararlar. Ama bir türlü bulamazlar.
Bir gün Sevgi yine parkta Titrek’i arar. O sırada mahallede patavatsızlığıyla bilinen Nazan Hanım’la karşılaşır. Nazan Hanım’la konuşunca onun kedisi Arsız’ın da kaybolduğunu öğrenir. Onlar Arsız hakkında konuşurken, “Buuuz! Buuuz!” diye bağıran Nurten Hanım’ı görürler. Nurten Hanım herkese karşı mesafeli bir insandır. Ama kedisinin yokluğu onu bile biraz değiştirir. Böylece o da Sevgi ve Nazan Hanım’la konuşurak kedisi Buz’un kaybolduğunu onlarla paylaşır. Daha sonra hep birlikte bir çay bahçesine gidip kaybolan kedilerinin ne kadar da kendilerine benzediğinden bahsederler.
Onlar kedileri hakkında konuşurken Koşucu İbo’nun, kedisi Kırlangıç’ı aradığını fark ederler. Koşucu İbo da kedisinin tıpkı kendisi gibi çok hareketli ve çevik olduğundan bahseder. Daha sonra ise Suat Bey gelir. O da kedisi Miskin’in kaybolduğunu söyler. Onun kedisi de tıpkı kendisi gibidir.
Birbirinden çok farklı beş kişinin tek bir ortak noktası vardır. O da her birinin kendisine benzeyen kedisinin kaybolmasıdır. Böylece bu beş kişi sıkça görüşmeye başlarlar. Bir yandan da hem kendi kedilerini hem de birbirlerinin kedilerini ararlar. En sonunda da bir dernek kurarlar. Derneğin adı “Kayıp Kediler Derneği” olur.
Dernek kurulunca kedisi kaybolan birçok kişi derneğe başvurur. Bu başvurularda Sevgi’nin dikkatini bir şey çeker. Başvuru formlarında neredeyse tüm kedilerin kayıp tarihi aynıdır: 18 Haziran. Yani Titrek’in kaybolduğu gün.
Bugüne bir anlam veremeyen Sevgi, mahalledeki arkadaşlarından yardım almayı düşünür. Böylece Sema, Recep, Mert, İsmet, Aylin ve Süleyman’la bir internet kafede toplanırlar. 18 Haziran’ın önemini araştırırlar ama o gün olan hiçbir olayı kedilerin kaybolmasıyla bağdaştıramazlar. Böylece kedilerin çalındığını düşünerek karakola giderler.
Karakolda Komiser Sabit Bey’le görüşürler. Sabit Bey bu zamana kadar pek çok hırsız yakaladıklarını ama hiç kedi hırsızı yakalamadıklarını söyler. Ardından da kedilerden bahsetmenin onu hüzünlendirdiğini belirterek kaybolan kedisi Sümsük’ün fotoğrafını çocuklara gösterir. Daha sonra ise kedi hırsızı diyebileceği tek kişinin Aysel Hanım olduğunu söyler. Ama Aysel Hanım iyi bir kedi hırsızı sayılır. Çünkü o sokak kedilerini evine alır, onları besler ve sağlıklı olmaları için elinden geleni yapar.
Böylece çocuklar Aysel Hanım’ı ziyaret ederler. Evindeki onlarca kediyi görürler. Sevgi bu kedilerin arasında Titrek’i arar ama bulamaz. Bunun üzerine Aysel Hanım’la tanışırlar. Onun, kedileri sokaktan çaldığını öğrenince çok şaşırırlar. Bu sırada Sevgi de Titrek’i sokaktan alıp beslediğini söyler.
Derneğin kurulmasından aylar sonra çok garip bir şey olur. Televizyonda “Bizim Mahalle” adlı bir dizi başlar. Diziyi izleyen Nurten Hanım dizide kendi hayatının anlatıldığını görerek çok sinirlenir. Çünkü hayat hikayesinin birileri tarafından çalındığını düşünür. Nurten Hanım’dan sonra dizide Suat Bey’in hayatı yer alır. Daha sonraki günlerde ise dizi Koşucu İbo’nun hikayesi ve Nazan Hanım’ın hikayesiyle devam eder.
Onlardan sonra ise dizide Sevgi’nin hikayesi yer alır. Daha sonra da Aysel Hanım’ın, Komiser Sabit Bey’in ve diğerlerinin hayat hikayeleriyle dizi devam eder. Ama yirmi bölüm olunca dizi aniden biter. Diziyi çok seven insanlar dizinin devam etmesini isterler.
Bir gün gazetenin birinde dizinin yönetmeniyle yapılan bir söyleşi yer alır. Söyleşiyi okuyan Sevgi, yönetmenin filmcilerle 18 Haziran’da tanıştığını fark eder. Sevgi bu ilginç bilgiyi arkadaşlarıyla paylaşır ama bu bilgi kimsenin ilgisini çekmez. Bir süre sonra ise derneğe gelen bir kedi sayesinde hem dizinin gizemi çözülür hem de herkes kaybolan kedisini kavuşur.