《药屋少女的呢喃》的舞台建立在一个架空的中国风帝国「荔国」之中。17岁的女主角猫猫是花街的药师，从小跟着医术精湛的养父学习，尤其对毒物和药物感兴趣。而这样的她在某日外出的途中，被拐卖到了后宫作为下级女官，而本来只想挨过年限低调生活的她，却因为一时的好奇心和正义感，介入提醒了两位上级妃和孩子的病情，却也因此被掌管后宫的美丽宦官壬氏给发现。在发现猫猫具有药学知识和推理能力后，壬氏顺水推舟让她成为了玉叶妃的专属仕女。而本作就是描述身不由己的猫猫，在后宫中利用知识和推理解决案情，并逐渐卷入各种宫廷大事件的故事。