Após a destruição do Reino de Thundera, Lion-O e seus companheiros iniciam a busca do livro sagrado dos ThunderCats, com o qual esperam derrotar Mumm-Ra e os lagartos. Ao tomar posse do livro, Lion é misticamente transportado por Jaga ao passado e descobre a origem de sua raça. Os gatos e todos os demais seres mutantes eram criações de Mumm-Ra, que se servia deles para procurar três pedras místicas dotadas de grande poder. Os gatos eram mais fortes e leais, por isso foram escolhidos como vigias dos outros mutantes, mas a escravidão era a condição de todos eles. Viajando em uma grande espaçonave, eles vasculhavam a galáxia em busca das pedras.

Um dos antepassados de Lion, Leo, obtém uma das pedras e a incrusta em uma espada, criando assim a lendária espada justiceira com o olho de Thundera. Ele e outros gatos planejavam uma revolta contra Mumm-Ra e, com a poderosa arma mística, Leo consegue derrotar o monstro em titânica batalha. Porém, a nave cai em um planeta que é mais tarde conhecido como Terceiro Mundo, no qual os mutantes passam a viver despojados de tecnologia e esquecidos de sua origem. As pedras restantes se espalham pelo planeta e Mumm-Ra hiberna em uma pirâmide até ser acordado por Grune.

Nos demais episódios, Lion pretende reunir as pedras que faltam antes que Mumm-Ra o faça. Ele passa por várias situações que remetem ao mito da jornada do herói, no qual um jovem despreparado precisa aprender lições de sabedoria e crescer em poder para salvar seus amigos. Os vários personagens e as aventuras que Lion encontra pelo caminho o levam a crescer psicologicamente e a ganhar experiências, no que é ajudado pelos outros ThunderCats, que também possuem seus desafios.

Tygra compete com o irmão, sente inveja por não ter sido escolhido como rei e disputa com Lion o amor de Cheetara. Panthro quer vingança de seu ex-companheiro Grune e acaba por derrotá-lo em uma luta emocionante na qual seus braços são amputados. Coadjuvantes como os elefantes-monges e o povo-folha tornam o seriado rico de simbolismos e reflexões. Os vilões clássicos ainda estão mal definidos, porém seu ataque maciço no final da temporada deixa um gancho convincente para novas e decisivas aventuras.