Los Angelesissa vuonna 1948 Julius ”Jake” Berman palkkaa yksityisetsivä J. J. ”Jake” Gittesin saadakseen vaimonsa Kittyn kiinni aviorikoksesta. Jutun aikana Berman tappaa rakkauskilpailijansa Mark Bodinen, joka sattuu olemaan hänen liikekumppaninsa kiinteistökehitysyhtiössä. Gittes, joka ei ole tiennyt tästä, joutuu yhtäkkiä tarkastelun kohteeksi osallisuudestaan mahdolliseen rikokseen, jonka keskipisteenä on salakuuntelutallenne, joka kuvasi laittoman rakkaustapaamisen, yhteenoton ja Bodinen tappamisen. Se herättää kysymyksen siitä, tiesikö Berman ja tappoiko hän kumppaninsa saadakseen parisuhteen haltuunsa, jolloin kyseessä olisi murha, vai oliko kyseessä mustasukkaisuuden teko, joka voidaan luokitella ”tilapäiseksi mielenvikaisuudeksi” ja joka voidaan sallia puolustukseksi murhasyytettä vastaan.
Gittesin on vakuutettava LAPD:n poliisipäällikkö Escobar siitä, että häntä ei pitäisi syyttää rikoskumppanina. Kummallista kyllä, Bermania ei tunnu huolestuttavan se mahdollisuus, että häntä saatetaan syyttää murhasta. Gittesillä on nauhoite, jonka Bermanin asianajaja Cotton Weinberger ja mafiaystävä Mickey Nice molemmat haluavat, lukittuna kassakaappiin toimistossaan maanjäristysten ravistelemassa Los Angelesissa. Myös Bermanin asuinalueella Valleyssa on maanjäristyksiä. Gittes melkein kuolee kaasuräjähdyksessä, ja herätessään hän huomaa Bermanin ja vaimonsa Kittyn seisovan hänen yläpuolellaan.
Gittes joutuu yhteenottoon ja myöhemmin seksuaaliseen kohtaamiseen kuolleen miehen vihaisen lesken Lilian Bodinen kanssa. Hänelle esitetään todisteet siitä, että Earl Rawley, rikas ja häikäilemätön öljymies, saattaa porata Bodinen ja Bermanin rakennuskohteen alla, vaikka Rawley on kiistänyt asian. Tämä johtaa siihen, että on selvitettävä, kuka omistaa maa-alueen mineraalioikeudet. Gittes saa selville, että oikeudet omistaa eräs Katherine Mulwray, joka on hänen yhdentoista vuoden takaisen rakkautensa Evelyn Mulwrayn tytär. Gittes saa myös selville, että siirtokirjat on tehty siten, että Katherine Mulwrayn aiempi omistus ja mineraalioikeuksien jatkuva vaatimus on yritetty salata. Lisäksi hän saa selville, että Noah Cross oli jo kuollut ja Katherine oli paennut hänen otteestaan.
Gittesin agentit ovat nähneet Bermanin vaalean naisen seurassa yhdessä Mickeyn ja henkivartijan kanssa. Pienellä salapoliisityöllä Gittes selvittää, että nainen on onkologi ja hoitaa Bermania syöpään jossain vyötärön alapuolella. Gittes asettaa Bermanin vastakkain tämän tiedon kanssa ja saa täyden tunnustuksen. Matkan varrella Gittes saa selville, että Berman ei selviä hengissä ja että koko lavastuksen tarkoituksena oli varmistaa, että Kittyä suojellaan hänen kuoltuaan.
Saadakseen Kittyn puhumaan hänelle Gittesin on todistettava, että Berman aikoi tappaa kumppaninsa. Kun se on onnistunut, Kitty suostuu tapaamaan Gittesin ja kertomaan hänelle, mitä hän tietää Bermanista. Keskustellessaan Bermanin mahdollisista motiiveista, mineraalioikeuksista ja Katherinen mahdollisesta olinpaikasta paljastuu, että Kitty ja Katherine ovat sama henkilö. Kitty ei ollut koskaan epäillyt, että hänen miehensä on kuolemaisillaan.
Todistaakseen tahallisuuden, intohimon ja kenties jopa yhteydet pitkään kadoksissa olleeseen naiseen, näennäisesti kaikki haluavat nauhoituksen, jota Gittes kieltäytyy luovuttamasta vasta tutkinnan päivänä. Jotenkin Gittes muokkaa nauhoituksen niin, että Katherinen nimi jää pois Bodinen murhan dialogista, ampumisesta ja jälkiseurauksista. Tämä tekee tutkinnasta lyhyen ja tyydyttävän kokouksen, jossa tuomarilla ei ole syytä epäillä murhaa, ja Berman on nyt vapaa rikossyytteistä. Kohdatessaan Gittesin tiedon kuolemansairaudestaan Berman, joka tietää, että mallitalo, jossa hän on, on täynnä maakaasua, vakuuttaa Gittesin ja Mickeyn jättämään hänet yksin taloon, jotta hän voi ”polttaa”. Hän ei halua ruumiinavauksen häiritsevän Kittyn perintöä. Kun he ajavat pois, talo räjähtää.
Tarina päättyy Kittyn ja Gittesin ollessa hänen toimistossaan. He puhuvat katumuksesta, ja Kitty suutelee Gittesia, joka torjuu hänen lähentelynsä sanoen: ”Se on sinun ongelmasi, poika. Et tiedä ketä huijaat.” Kitty lähtee ja kehottaa miestä ”ajattelemaan minua silloin tällöin”. Gittes sanoo hänelle: ”Se ei katoa koskaan.”