Peter Gunn, amateur de jolies femmes tout autant que de jazz, a quitté la police. Il est aujourd'hui un privé célèbre à Chicago. Une certaine Daisy Jane, tenancière d'une maison close de luxe, fait appel à Gunn pour qu'il retrouve Nick Fusco. Daisy est convaincue que celui-ci est l'auteur de l'assassinat de l'«Empereur des gangs», Julio Scarlotti, mais elle ne dispose d'aucune preuve. Elle prie donc le détective de faire la lumière sur cette affaire. Esprit frondeur, toujours prêt à secourir une belle femme, Gunn s'attelle donc à la tâche et commence son enquête. Comme à son habitude, il ne tarde pas à s'attirer les pires ennuis...