纽约曼哈顿广告公司总经理罗杰·桑希尔在饭店宴请客户。他想给母亲拍电报，便召唤侍者。恰巧此时侍者正代人传叫卡普兰先生，他走近桑希尔，得悉其意后伸手示意门外可拍电报。桑希尔起身刚走到门边便被两壮汉拦住，两人掏枪请他走一遭。正是这两人让侍者寻叫卡普兰的，他们阴差阳错地把桑希尔当成卡普兰，押着他上了汽车。汽车开进峡谷湾的“汤森宅邸”，尽管桑希尔一再声辩他不是卡普兰，主人却咬定他很会做戏，并指称他有诸多化名，他们对此了如指掌。如他以卡普兰的名义先后在匹兹堡等地租过旅馆，目前他住在纽约的普拉札饭店，两天后将住进芝加哥的东方大酒店，因此他最好还是主动招供。桑希尔有口难辩，只好表示绝不合作，于是被硬灌了一瓶酒，旋即又被架上汽车，任他在崎岖的海滨山间公路急驶。桑希尔晕晕乎乎地驾着汽车，差点冲入大海，随后又数次几乎撞上迎面驶来的车辆。一辆警车因他超速而紧追不舍，最后桑希尔躲让行人不及，撞在路边一辆汽车的后部。桑希尔因酒后开车被带上法庭，两位警探随其到汤森宅邸调查。汤森夫人对他昨晚醉后驾车深表不安，对警探的提问也作了合情合理的回答，一切迹象表明桑希尔确属酒后开车，他所谓的绑架看来只是酒后谵语。桑希尔得知汤森在联合国工作，便到联合国大厦找他。然而真汤森站在眼前他却不认识，正当汤森表明在此开会已一星期未归，且夫人已去世多年时，一把匕首突然插进他的后背，他颓然倒在桑希尔的怀里死去。桑希尔惊愕地拔出匕首，周围的人惶恐地躲避他，他猛然意识到自己已被当成凶手而且没有任何证据能证明他的无辜，他被迫逃离现场。
现在桑希尔要躲避假汤森和警方的双重追击，他必须找到真卡普兰以洗刷自己。此时美国情报局也为假卡普兰的冒现伤透脑筋，原来他们在范达姆间谍组织内派有卧底眼线以截获载有机密核情报的微缩胶卷，为保护内线安全，他们虚构了卡普兰，不想范达姆把卡普兰变成了真人。为不暴露眼线，他们只好听凭自然。桑希尔决定去芝加哥找卡普兰。在火车上，神秘的美艳少妇伊芙·肯德尔帮他躲过了警察的搜捕。她把他藏在包厢里，情意绵绵地表示她相信桑希尔的无辜，并愿帮他找卡普兰。然而背地里她又写条给另一包厢的“汤森”——范达姆，请示如何行动。翌日，车抵芝加哥，桑希尔巧扮搬运工混出车站。伊芙通过电话与“卡普兰”约好午后3时半与桑希尔在41号公路草原站会面。桑希尔乘长途车抵达约定点，这时骄阳当空，一望无垠的旷野上渺无人迹。桑希尔空候良久，卡普兰踪影全无。一架喷洒农药的双翼飞机猛然向桑希尔俯冲下来，擦地而过，逼使他倒地躲避。飞机调转机头再次俯冲，还伴以机枪扫射。公路上驶来一辆油罐车，桑希尔忙去拦车。罐车戛然急停，他被迫倒卧车底。尾随而至的飞机来不及躲让，轰然一声撞在罐车上，顿时燃烧起来。桑希尔钻出车底，拼命奔逃，油罐在身后猛然爆炸。两辆汽车停在路边，车上的人下来围观，桑希尔趁机溜上一辆车，向芝加哥驰去。他来到东方大酒店，方知卡普兰已结账离去。无意间他瞥见伊芙的背影消失在电梯里，便从服务台查到了她的房间号。伊芙对桑希尔的到来颇感意外，他不无揶揄地表示要寸步不离地跟随她。电话铃响了，伊芙在拍纸簿上写了点什么，随手塞进提包。她让桑希尔洗澡，自己却拿起包离开饭店。桑希尔从拍纸簿上留下的笔印弄清了伊芙的去向。他来到古董拍卖厅，发现伊芙与假汤森在一起，便径直走向前，与追杀他的主谋者唇枪舌剑地争辩起来，力图弄清对方的身份与意图。拍卖商举起一尊古塑像，假汤森叫价700美元买下了它，从唱名中桑希尔方知对手叫范达姆。桑希尔决定去警察局讲明真相，但所有出口都有特务把守，于是他机敏地在拍卖厅乱叫价，把维持秩序的保安员打倒在地，终于招来警察把他带走。
情报局的“教授”在现场目睹了这一切，他让警察把桑希尔带到机场，在那里把情况和盘托出，要求桑希尔合作。桑希尔愤懑地予以拒绝，但当他得知伊芙就是情报局的内线并由于他的莽撞行为而处于被暴露的危险中时，又改变了初衷。他随“教授”飞到南达科他州的拉皮德城，电话约范达姆在拉什莫山总统石雕纪念公园的餐厅里面谈。席间他表示已知悉他们今晚的行动计划，他可以不声张，但范达姆必须交出那个“小娼妇”。伊芙对“卡普兰”的纠缠忍无可忍，当着范达姆的面对其连开数枪并迅即逃走，从而消除了范达姆对她的怀疑。桑希尔在被送往医院途中与伊芙在一片树林里会面，两人一往情深地絮谈着。当他得知是夜伊芙将与范达姆一起飞离美国时，爱情激起的嫉妒与担忧使他不顾一切要破坏这一计划。天黑后他摸到范达姆的老巢——拉什莫山巅的一座别墅，在那里他窥见范达姆的助手伦纳德正向其演示伊芙如何用假子弹枪击桑希尔，范达姆决定在飞机上除掉伊芙。桑希尔还发现微缩胶卷就藏在那座古塑像的腹中。在伊芙的卧室，桑希尔把这一切告诉了她。然而此时范达姆的私人飞机已降落，伊芙被迫向飞机走去。她正要登机，突然别墅里传来枪声，桑希尔的身影闪出别墅，驾车驶来。伊芙趁范达姆不明就里的瞬间夺过塑像转身就逃。伦纳德等紧追不舍，伊芙跑上汽车，车开到紧闭的大门前停下，两人弃车而逃。黑暗中他们突然发现脚下就是巨大的四总统群雕石像的头部，石雕下百尺峭壁令人目眩。追兵将至，两人被迫顺石雕爬下。在险峻的雕像头部，爆发了一场惊心动魄的殊死搏斗，伊芙被摔在悬崖边，仅用双手支撑着全身。桑希尔爬下去拉她，留在岩石上的一只手被伦纳德死死踩住……忽然一声枪响，伦纳德应声跌下深沟，塑像摔碎，胶卷袒露于岩石上——警察及时赶到了。
伊芙还挂在悬崖上，桑希尔伸手拉她：“你能上来，桑希尔太太！”一个镜头切换，伊芙被拉入开往纽约的火车包厢。在两人的拥抱热吻中，火车钻进了隧道……