Louis Wain'in Renkli Dünyası, Louis Wain'in çocukluğundan başlayıp sanatla tanışmasını, Emily ile evliliğini ve kaybından sonra yaşadıklarını anlatmaktadır. Louis, çocukluğunda okula geç gönderilmiştir ve eğitim hayatı zorluklarla geçmiştir. West London School of Art'a kabul edilmesiyle resme yönelmiştir. Emily ile evlenmiştir ve bir süre huzurlu bir hayat sürmüştür. Ancak Emily meme kanserinden ölmüştür. Bu kayıp, Louis'i derinden sarsmıştır. Louis, acısını çizimlerine aktarmaya başlamıştır. Kediler, onun resimlerinde giderek daha fazla yer almıştır. Zamanla bu çizimler, Louis'in hayatında önemli bir yere oturmuştur. Film, Louis'in bu dönemde yaşadıklarını ve sanatına nasıl tutunduğunu işlemektedir.