Powerpuff Girls Z er tre superhelte ved navn Momoko Akatsutsumi, Miyako Gotōkuji og Kaoru Matsubara, oprindeligt normale 13-årige piger, der bor i Tokyo City med deres far professor Utonium og en talende hund/hamsterhybrid ved navn Ken-chan. De bliver ved et uheld tilført essensen af Chemical Z, samtidig med at en kemisk planteeksplosion skaber skurken Fuzzy. Efter at have modtaget superkræfter bliver de kriminalitetsbekæmpere og skal balancere deres heroiske pligter med deres liv som normale mellemskoleelever.
Powerpuff Girls Z var den første anime-tilpasning af en amerikansk Cartoon Network-serie, og produktionen blev hjulpet af animationsproduktionsselskabet TMS Entertainment, som tidligere havde arbejdet med Cartoon Network på projekter som Teen Titans og Justice League Unlimited. Serien modtog for det meste positive anmeldelser fra kritikere, med ros for dens animation, karakterdesign og humor, selvom den blev kritiseret for at være for lig den originale serie.
Efter sin succes modtog Powerpuff Girls Z to spin-off-serier:Demashita! Powerpuff Girls Z Returns (2006-2007) og Powerpuff Girls Z:The Movie (2007). Serien er blevet tilpasset til adskillige manga-, legetøjs- og videospil og er også blevet eftersynkroniseret på engelsk og udsendt på Cartoon Network i Europa, Asien og Latinamerika.