Тридцятитрирічний герой-оповідач Філіп Марло, який раніше працював в окружній прокуратурі Лос-Анджелеса, тепер став приватним детективом і розслідує справи, в розголосу яких його клієнти рішуче не зацікавлені. Він є в будинок мільйонера Гая Стернвуда, який повідомляє Марло про те, що хтось Гейгер шантажує його молодшу дочку Кармен. Крім того, кудись зник чоловік його старшої дочки Рудий Ріган, свого часу офіцер Іра, який брав участь в Дублінському повстанні, а потім непогано заробляв незаконним продажем спиртного в Америці в роки сухого закону. Стернвуд також повідомляє, що свого часу його дочка Кармен шантажував хтось Джо Броди і йому довелося сплатити останньому п'ять тисяч доларів.

Марло встановлює спостереження за книжковим магазином Гейгера і приходить до висновку, що торгівля букіністичними і рідкісними виданнями лише дах для збуту продукції явно порнографічного характеру. Увечері Марло приступає до спостереження за будинком Гейгера, у якого виявляє машину, що належить Кармен. Незабаром в будинку лунають постріли. Проникнувши всередину, Марло виявляє труп господаря і абсолютно голу Кармен у стані наркотичного сп'яніння. Судячи з усього, вона позувала перед фотокамерою господаря.

Спішно доставив дівчину в батьківський будинок, Марло знову повертається в будинок Гейгера, але труп господаря загадковим чином зникає. На ранок Марло дізнається, що в морі біля причалу знайдений стернвудовскій «бюїк», а в ньому - труп людини, який працював у Стернвуда шофером і, судячи з усього, що знаходився в любовному зв'язку з Кармен.

Відновивши спостереження за книжковим магазином Гейгера, Марло виявляє, що порнотовар в терміновому порядку перевозять на квартиру до того самого Броди, про який раніше згадував Стернвуд. Повернувшись додому, він застає у себе старшу сестру Кармен Вів'єн. Та намагається зрозуміти, з якою метою Марло напередодні відвідував їхній будинок, а крім того, повідомляє, що їй надіслали фотографії голої Кармен і вимагають за негатив і відбитки п'ять тисяч доларів. Вона в принципі готова дістати гроші - наприклад, у власника казино «Кипарис» Едді Марса, з дружиною якого, за чутками, і втік Рудий Ріган.

Марло їде до Броді. Там же виявляється і блондинка, яка працювала в магазині Гейгера. Марло повідомляє, що йому відомо все про бізнес Гейгера, і розповідає про ту роль, яку грав там Броди, а також про те, що Кармен показала на Броди як на вбивцю Гейгера. У розпал переговорів з'являється Кармен і намагається пристрелити Броди. Вона загрожує розповісти правду про загибель Гейгера і вимагає фотографії. Вона вихоплює револьвер і стріляє в Броди, але промахується. Її вдається вмовити поїхати додому, і Марло отримує фотографії. Загнаний в кут Броди визнає, що відібрав їх у Тейлора, якого вистежив біля будинку Гейгера. Він наздогнав його в затишному місці і, оглушивши, відібрав ті самі фотографії, які той взяв у Гейгера, попередньо пристрелив його.

З'ясування відносин перервано новим дзвінком у двері, і вийшов відкривати Броди отримує смертельне поранення від невідомого візитера. Марло незабаром виходить на його слід. Це такий собі Ліндгрен, який працював в магазині Гейгера і пов'язаний з ним гомосексуальними відносинами. Ліндгрен стріляв у Броди, так як був впевнений в тому, що саме Броди вбив його друга. Марло приводить його в будинок Гейгера, і той показує, де знаходиться труп. Що стосується Тейлора, то, застреливши Гейгера на очах у настільки улюбленої їм Кармен, а потім втративши компрометуючі його фотографії після зіткнення з Броди, він наклав на себе руки, направивши машину в море з причалу.

формально Марло виконав доручення свого клієнта і розібрався з тими, хто шантажував його, але професійний азарт змушує його спробувати з'ясувати, що ж сталося з Рудим Ріганом. Едді Марс, що не виявляв особливого інтересу до ходу поліцейського розслідування про зникнення Рігана і дружини, категорично заперечує свою причетність до цієї справи. Він запевняє Марло, що не вбивав Риган, і той схильний йому вірити.

Повернувшись до себе додому, Марло знаходить у себе в ліжку абсолютно голу Кармен. З великими труднощами йому вдається виставити за двері цю божевільну на сексі особу. На наступний день Марло звертає увагу, що його «пасе» людина в сірому «Плімуті». Виявляється, що хтось Гаррі Джонс готовий за двісті доларів повідомити йому деякі конфіденційні дані. Йому відомо, де в даний час ховається дружина Едді Марса. За його відомостями, вона знаходиться в затишному місці в сорока милях від Лос-Анджелеса з тих пір, як зник Рудий Ріган.

Марло виявляє готовність сплатити інформацію і обіцяє принести гроші ввечері за адресою, вказаною Джонсом. Після отримання гонорару Джонс обіцяє відвезти Марло до тієї самої Агнес, що працювала з Броди, і там вже дати йому точну адресу Мони Марс. Однак, з'явившись в зазначений час у зазначеному місці, Марло виявляє, що у Джонса вже є гість. Їм надається хтось Каніно, якого Едді Марс час від часу використовує в якості кілера. І того і іншого не на жарт налякав контакт Джонса і Марло. Каніно випитує у Джонса адреса Агнес, а потім пригощає його випивкою з ціаністим калієм і відправляється розбиратися з Агнес.

Марло вдається випередити Канин. Він зустрічається з Агнес, і та, отримавши необхідну суму, повідомляє йому про місцеперебування Мони Марс. Марло ж відправляється туди, де ховається дружина Марса і коханка Рудого Ріган. Його зустрічає Каніно. Коли Марло приходить до тями, то з'ясовує, що міцно прив'язаний до дивану, а на руках у нього ще й наручники. З ним в кімнаті блондинка, та сама Мона Марс, яка його і цікавила. Вона запевняє Марло, що Едді не має ніякого відношення до зникнення Рудого Риган, а потім розв'язує його і просить скоріше йти. Але Марло йде недалеко - до своєї машини, залишеної їм на шосе, забирає звідти револьвер і повертається назад. Він не сумнівається, що Каніно повернеться тільки для того, щоб прикінчити і його, і дружину свого боса.

Маневр Марло приносить успіх. Йому вдається виманити з дому Каніно і застрелити його, незважаючи на наручники.

Марло знову відвідує старого Стернвуда. Той дорікає йому за самодіяльність: адже в завдання Марло входило тільки розібратися з шантажистом, а не робити пошуки зниклого Ріган. Той, однак, з властивою йому прямотою заявляє, що краще знає, як захищати інтереси клієнта, а Гейгер був лише дрібною сошкою, промацує Стернвуда на предмет уразливості. За розрахунками Марло, цим вразливим місцем був саме Риган, причому Стернвуд турбувався не через грошей і не через своїх зіпсованих дочок. Йому просто не хотілося, щоб його обдурив людей, викликав у нього щиру симпатію.

Вислухавши цю тираду, Стернвуд доручає Марло продовжити розслідування. Але Марло вже близький до розгадки. Він стикається з Кармен, яка просить повчити її стріляти. Він згоден, але тільки там, де їх не почують. Він відвозить її в вбрання нею ж затишне місце, вручає їй револьвер і йде встановлювати мішень для стрільби. Тут вона відкриває по ньому вогонь, і якби Марло обачно не зарядив револьвер холостими патронами, він так і не довів би розслідування до кінця.

Розстрілявши всі набої, Кармен звалюється в найсильнішому припадку, і Марло відвозить її додому. Там він зустрічає Вів'єн і розповідає їй про результати свого експерименту. Гейгер шантажував генерала за завданням Марса. І якби той погодився платити, Едді викачав би з нього чималі гроші, так як знав, що трапилося з Рудим Ріганом. Його вбила Кармен Стернвуд - судячи з усього, в помсту за те, що той відкинув її сексуальні домагання. Вів'єн, втім, не має наміру закриватися. Вона визнає, що дізналася про вчинок Кармен і попросила Марса допомогти зам'яти справу. Вона не сумнівалася, що на першому ж допиті недоумкуватий Кармен не витримала б і зізналася, і це вбило б батька. Вів'єн розуміла, що Едді Марс так легко від неї не відстане, але іншого виходу не бачила. Вона з тривогою чекає, яку ціну запросить Марло за мовчання. Але той не збирається наживатися на своєму похмурому відкритті. Він лише вимагає, щоб Вів'єн знайшла для сестри надійну психіатричну лікарню, а вже з Едді Марсом він сам розбереться і простежить, щоб той більше не турбував Стернвуда.