Mandag blev søgsmålet indleveret ved distriktsretten i delstaten ifølge nyhedsbureauet Reuters.
TikTok mener blandt andet, at forbuddet overtræder virksomhedens og brugernes ytringsfrihed.
Montana blev i sidste uge den første amerikanske delstat til at forsøge at forbyde TikTok.
Også fem TikTok-brugere, der tjener penge på at lave indhold på appen, lagde i sidste uge sag an mod delstaten.
Montanas nye lov, der træder i kraft 1. januar 2024, forbyder TikTok mod at føre forretning i delstaten.
Samtidig forbyder loven Apple og Google mod at tillade downloads af appen gennem deres tjenester.
Flere amerikanske lovgivere ønsker et landsdækkende forbud mod TikTok på grund af bekymringer om potentiel indflydelse fra den kinesiske regering på platformen.
TikTok har gentagne gange afvist, at det deler data med den kinesiske regering.
Da han underskrev loven, sagde guvernøren i Montana, Greg Gianforte, at den vil beskytte borgerne mod overvågning fra det kinesiske kommunistparti.
– For at beskytte Montana-borgernes personlige og private data fra Det Kinesiske Kommunistparti har jeg forbudt TikTok i Montana, skriver han på det sociale medie Twitter.
Montana, der har lidt over én million indbyggere, vil straffe TikTok med bøder, hvis det overskrider forbuddet.
Beslutningen i Montana er den seneste udvikling i en langvarig strid mellem TikTok og vestlige regeringer.
Flere regeringer, heriblandt USA’s, Canadas og flere europæiske landes, har allerede gjort appen forbudt på regeringstelefoner.
/ritzau/
Andre læser også