Lors d'une séance de psychanalyse, le détective privé McQueen (qui souffre de troubles psychologiques suite à un grave accident), revient sur sa dernière enquête...Un antiquaire nommé De Crécy, colonel à la retraite, l'a chargé de retrouver sa nièce, Millie. Elle se serait enfuie avec François Bonnard (le secrétaire du colonel) en emportant une précieuse statuette. Obsédé par une autre affaire, le détective charge son associé, Pepe Fregasol, de ce cas. Le soir même, la police lui annonce que Fregasol et Bonnard ont été assassinés dans une chambre d'hôtel de Chinatown.Bouleversé par la mort de son associé, McQueen enquête dans le quartier chinois. Sur le lieu du crime, en compagnie du « fantôme » de Fregasol, McQueen découvre une piste pouvant le mener à la statuette. Un peu plus tard, il est abordé dans la rue par Millie De Crécy. La jolie jeune femme a peur et se cache dans Chinatown depuis le meurtre des deux hommes. Elle accuse son oncle du double assassinat et d'avoir repris la statuette. Millie et McQueen sont suivis par un type louche. Il s'agit de Joel Morocco, l'homme de main de Hammett, un milliardaire qui a acheté la statuette à De Crécy...