Le détective Frank Bullitt est chargé par un politicien ambitieux de protéger Johnny Ross, un gangster qui doit témoigner dans un important procès. Malgré les précautions prises par Bullitt et ses hommes, le témoin clé est abattu. Bullitt s'aperçoit que la victime n'était pas le vrai Ross. Il se lance alors à la poursuite des tueurs et de l'instigateur de cette affaire…