Alors que les demoiselles, Aglaé, Pascaline, Acanthe, Clémence et Pauline sont chez leur marraine, un brouhaha résonne dans les couloirs. Un redoutable « filou » se serait introduit dans le château et tout le monde le cherche.
Les demoiselles se réfugient dans leur chambre. Là, elles découvrent un petit chien King Charles dont le collier est en émeraudes. Grace à sa médaille, elles comprennent que c’est lui le fameux Filou et qu’il appartient à Louis XIV en personne.
Pour les remercier d’avoir retrouvé son chien, le roi charge les demoiselles de le surveiller. Mais les fillettes vont vite découvrir que Filou ne fait que des bêtises. Il rapporte toujours autre chose que le bâton de Coline, mordille jouets et chaussures d’Aglaé, n’obéit jamais, se sauve régulièrement. Et personne n’ose gronder le toutou royal ou lui mettre une laisse. Comment vont-elle pouvoir s'en sortir avec un chien si désobéissant?