音樂廳中傳來槍聲引發騷亂,外國女子安娜(露西·曼海姆飾)請求理查德·漢內(羅伯特·多納特飾)收留。次日女子被殺前透露"三十九級臺階"間諜組織正竊取英國機密。漢內為洗清嫌疑前往蘇格蘭高地調查,火車上求助金發女子帕梅拉(瑪德琳·卡羅爾飾),反遭其向警方告發。找到疑似組織首領喬丹教授后被捕入獄,逃脫時又因帕梅拉告發被偽裝警察的特工帶走。兩人在銬在一起的追逃中建立信任,重返音樂廳觀看漢內曾見過的表演。通過號稱能解答任何問題的"記憶先生"(懷特·沃森飾)得知,"三十九級臺階"實為以音樂演出作掩護的情報網絡代號。最終在表演高潮處,漢內識破喬丹教授正通過小提琴演奏傳遞密電碼的作案手法,當眾揭穿其罪行并將其逮捕。