В мрачном городе Готэме у супергероя Бэтмена появляется таинственная соперница — Бэтвумен. Эта отважная женщина-кошка в одиночку пытается бороться со злом в лице Пингвина, который задумал продавать новейшее оружие в страну Казнию. Бэтмен и Робин наблюдают, как Женщине-летучей мыши удается остановить очередную поставку оружия. Супергерой решает найти таинственную Бэтвумен и выяснить ее истинные намерения относительно Готэма. «Бэтмен и тайна женщины-летучей мыши» — полнометражный мультфильм, являющийся продолжением мультсериала «Новые приключения Бэтмена».