Powerpuff Girls Z ovat kolme supersankaria nimeltä Momoko Akatsutsumi, Miyako Gotōkuji ja Kaoru Matsubara, alun perin normaaleja 13-vuotiaita tyttöjä, jotka asuvat Tokiossa isänsä professori Utoniumin ja puhuvan koiran/hamsterin hybridin kanssa nimeltä Ken-chan. Niihin infusoidaan vahingossa Chemical Z:n olemusta samalla kun kemiantehtaan räjähdys synnyttää konna Fuzzyn. Saatuaan supervoimia heistä tulee rikollisuuden taistelijoita, ja heidän on tasapainotettava sankarivelvollisuutensa ja elämäänsä tavallisina yläasteikäisinä.
Powerpuff Girls Z oli ensimmäinen anime-sovitus amerikkalaisesta Cartoon Network -sarjasta, ja sen tuotantoa auttoi animaatiotuotantoyhtiö TMS Entertainment, joka oli aiemmin työskennellyt Cartoon Networkin kanssa projekteissa, kuten Teen Titans ja Justice League Unlimited. Sarja sai kriitikoilta enimmäkseen myönteisiä arvosteluja, kiitosta animaatiosta, hahmosuunnittelusta ja huumorista, vaikka sitä kritisoitiinkin liian samankaltaisuudesta kuin alkuperäinen sarja.
Menestyksensä jälkeen Powerpuff Girls Z sai kaksi spin-off-sarjaa:Demashita! Powerpuff Girls Z Returns (2006–2007) ja Powerpuff Girls Z:The Movie (2007). Sarja on mukautettu useiksi manga-, lelutuotteiksi ja videopeleiksi, ja se on myös dubattu englanniksi ja lähetetty Cartoon Networkissa Euroopassa, Aasiassa ja Latinalaisessa Amerikassa.