Alors qu'il cherche à donner un second souffle à sa carrière, le musicien et compositeur Dave Seville obtient l'aide inespérée de trois petits suisses parlants, Alvin, Simon et Theodore, qui chantent a capella avec un rare talent. Ce faisant, Dave rentre dans les bonnes grâces de son agent Ian, qui voit dans cette formation inattendue une véritable mine d'or. Doués mais indisciplinés et facétieux, les animaux en font voir de toutes les couleurs au musicien, qui par leur faute peine à reconquérir sa jolie voisine. Après une énième bévue, celui en qui ils voient un nouveau père leur montre la porte. Alvin, Theodore et Simon s'en vont alors habiter chez Ian, qui les couvre de cadeaux et de jouets. En échange de quoi l'impitoyable agent leur impose d'épuisantes sessions d'enregistrement et des tournées interminables.