Leroux et Pélissier, deux inspecteurs de police inséparables, enquêtent sur un vol de chéquier. Leurs recherches les mènent à Hélène Duvernet, une jeune bourgeoise troublante, directrice d'une galerie de peinture. Tombé sous son charme, Leroux saisit tous les prétextes pour la rencontrer, quitte à la convoquer au commissariat pour des raisons futiles. Il va jusqu'à voler la voiture de la jeune femme pour avoir le plaisir d'enregistrer sa plainte. Pélissier, quant à lui, baisse les bras. Un jour, Leroux surprend une conversation téléphonique qui laisse supposer qu'Hélène se livre à un trafic de tableaux volés. Quand Martine, la compagne de Leroux, commence à flairer anguille sous roche, Pélissier, bien que réticent, accepte de servir de couverture à son collègue et ami...