Valentina (Belinda) y Sebastián (Alfonso Herrera), "Los Camaleones" son manipulados por "El Amo" , haciéndolos robar piezas de arte y joyas valiosas valuadas en millones de dólares, ya que si no cumplen con sus demandas, él tiene suficiente poder como para matar a sus únicos seres queridos, que están injustamente en la cárcel por culpa de Augusto Ponce de León (Guillermo García Cantú), quién es el padre de Solange (Sherlyn), separado de Francisca Campos (Edith González), mujeriego, y jefe de la policía. Es el encargado del caso "Camaleón", y que tiene que resolver si quiere llegar a un puesto en la política y tener cada vez más poder.

Valentina y Sebastián se hacen pasar por prefecta y profesor de Historia del Arte, respectivamente, en el Colegio San Bartolomé, donde Francisca y Augusto son los directores y dueños de el mismo; es ahí donde Solange estudia y donde el jardinero Leonidas (Manuel "Flaco" Ibáñez) es un agente incubierto de la policía, que quiere desenmascarar a Augusto con el fin de arrestarlo. Él desarrolla amistad con Valentina, Sebastián, Solange y Ulises (Pee Wee), y el está planeando desde el sótano de la escuela una venganza contra Augusto, por prentender ser algo que no es. Irónicamente, los todos los personajes principales se hacen pasar por otra persona, de ahí el nombre Camaleones.