Un homme assassine son patron avec l'aide de sa femme dont il est l'amant. Voulant supprimer un indice compromettant, il se retrouve bloqué dans l'ascenseur qui l'emporte sur les lieux du crime.
À la frontière entre les États-Unis et le Mexique, une bombe explose dans la voiture de l'homme qui tient la ville sous sa coupe. Hank Quinlan, un inspecteur américain, et Vargas, un haut fonctionnaire mexicain, vont mener l'enquête.
Au lendemain de la Seconde Guerre mondiale. Invité par son ami Harry Lime, le romancier américain Holly Martins se rend à Vienne, divisée en quatre zones d'occupation. Tout juste arrivé, il apprend que Lime vient de perdre la vie dans un accident de la circulation et qu'on l'enterre ce jour même. L'écrivain n'est pas au bout de ses surprises. Au cimetière, il est abordé par le major Calloway, pour qui Lime n'était qu'un vulgaire trafiquant, une crapule. Choqué, Martins décide de mener une enquête sur le défunt. Il fait bientôt la connaissance du mystérieux baron Kurtz, l'un des deux témoins de l'accident, l'autre étant un Roumain du nom de Popescu… Palme d'Or 1949.
Dans un poste de police de Los Angeles, des inspecteurs questionnent sévèrement le détective Philip Marlowe, accusé de plusieurs meurtres. Celui-ci raconte alors les faits qui l'ont entraîné dans bien des problèmes depuis le jour où il a accepté de recherché une jeune fille nommée Velma, pour le compte d'un ex-bagnard, "Moose" Malloy.
Hollywood, années 1940. Le détective Philip Marlowe est chargé par Derace Kingsley de retrouver sa femme. Elle lui a envoyé un télégramme un mois auparavant pour lui annoncer qu'elle partait au Mexique épouser un certain Chris Lavery. Or Kingsley a rencontré Lavery quelques jours auparavant à Hollywood et il semble tout ignorer de ce voyage. Marlowe part enquêter dans la résidence secondaire des Kingsley où Chrystal Kingsley a été vue pour la dernière fois. Il va y trouver un premier cadavre dans le lac.
Mme Elizabeth Bright Murdock engage Marlowe pour retrouver une ancienne pièce de monnaie rare, le Doubillon de Brasher, qui appartenait à la collection de son défunt mari. Marlowe commence à enquêter, mais se retrouve rapidement mêlé à une série de meurtres inexpliqués.
