Tem como protagonista Belinda, que reaparece em cena sete anos após deixar o elenco de Cúmplices de Um Resgate, em 2002, por motivos financeiros. Curiosamente, Rosy Ocampo é a mesma produtora das duas tramas. A briga entre a atriz e a produtora foi esquecida em 2009. O protagonista masculino é Alfonso Herrera, ex-integrante do grupo RBD, que atualmente deseja dedicar-se apenas à carreira de ator. As gravações começaram no dia 1 de Junho de 2009. Sherlyn e Pee Wee formam o casal co-protagonsitas da trama.
A novela está sendo exibida pelo SBT desde 25 de Outubro de 2010 às 16h, substituindo Las tontas no van al cielo (As Tontas Não Vão Ao Céu).
Camaleões conta a história de Valentina (Belinda), uma jovem de vinte anos que é órfã; ela escapou do orfanato onde vivia para fugir com seu namorado Pedro (José Luis Reséndez), tendo que roubar para sobreviver, mas ele foi preso e ela tem que roubar para poder salvar a vida, e junto a Sebastião (Alfonso Herrera), um professor da escola que é também um ladrão e está em busca de justiça, tem que cumprir as missões que lhe manda a máfia. No princípio Sebastião e Valentina trabalham sós, mas o par eventualmente se une.
Camaleones é uma história de aparências, onde os personagens estão presos de amor e atrapalhados em sua liberdade. A aventura inicia com um encontro de dois estranhos que, disfarçados, roubam valiosas joias e obras de arte: o ruim é que são descobertos e ao fugir se conhecem da forma mais insólita.
Eles são Valentina Izaguirre, sexy, ágil e atrativa, que rouba por amor, e Sebastião Jaguaribe, atlético, sagaz e impetuoso, que rouba por justiça: ambos são obrigados a cometer estes erros por "O Amo", um misterioso personagem anônimo que para conseguir seus objetivos se vale de ameaças de morte contra Pedro Recalde, namorado de Valentina e um ladrão de pouca monta fama que está condenado na cadeia da cidade, e don Armando Jaramillo, pai de Sebastián que por uma injustiça está preso, sendo condenado a 20 anos de prisão.
Valentina e Sebastião se fazem chamar "Os Camaleões", pois devem roubar modificando sua aparência. Ninguém sabe até onde chegará esta união, porque são como água e azeite e serão um casal a força, mas o amor é camaleônico e… tudo pode acontecer.
Perseguidos pela polícia e com o suposto de proteger-los, "O Amo" pede para que eles se escondam fingindo ser irmãos no prestigiado colégio San Bartolomé, uma escola de classe alta, propriedade de Augusto Ponce de León, diretor de polícia, e que é dirigida por Francisca Campos, sua ex-esposa. Escondidos na boca do lobo?
O fato não será fácil, Sebastián deverá usar suas habilidades para ser professor de arte, e por sua vez, Valentina será uma prefeita espetora: lá conhecerá um grupo de alunos ricos, como Solange, uma jovem bonita, filha dos donos; Patricio, que é seu namorado e é um jovem agressivo, violento; e outros jovens que nada pareceram, e que os rechaçaram. Por si isto foi pouco, dizem que no colégio passam coisas inexplicáveis e misteriosas.
Para Augusto, o colégio só lhe serve de parapeito para sua imagem de bem feitor: para encobrir uma de suas falcatruas, oferece uma bolsa de estudos completa a Ulises, um jovem, filho de Lupita, uma humilde mulher que perdeu seu outro filho Roberto, que era policial, supostamente morto pelo mesmo.
Ulises é humilhado por Patricio, mas graças a suas habilidades esportivas, chega ao colégio com triunfo e vai ganhando o carinho de seus companheiros, especialmente de Solange.
Algumas noites obrigados por "O Amo", "Os Camaleões" se colocam em perigo e saem para roubar; ao não ser impedidos, sua fama vai crescendo, a qual põem muito mal Augusto. Ninguém poderia suspeitar que o professor de arte e sua irmã são os ladrões, mesmo sempre estando ameaçados de ser descobertos.
As coisas se complicam quando Armando e Pedro tentam escapar da prisão durante um incêndio. Pedro chega ao colégio como suposto professor de educação física e não só inquieta a Valentina, já que ela não é mais tão indiferente a Sebastião, mas ele se apaixona por Francisca, a diretora do colégio, que é separada de Augusto e vê nele a oportunidade para iniciar uma nova etapa no amor.
Agora, por fim, tudo está pronto para a fuga, Sebastião com seu pai e Valentina com seu namorado, e puderam se livrar do misterioso "O Amo". No entanto, "Os Camaleões" que já ganharam a confiança dos alunos, são incapazes de abandonar a escola, pois eles precisam de sua ajuda para resolver seus problemas: por isso que decidem ficar e apoiá-los, sem saber que esta ação lhes trará muitos problemas…
