Une femme de ménage, Rosa Patache, vole un microfilm dans un bureau de l'O.T.A.N. à Paris, puis part avec sa fille de huit ans, Lili, pour rejoindre à Lyon son amant, Narenev, un espion au service d'un mystérieux M. Casimir. Narenev force Rosa à confier Lili à ses grands-parents avant de s'enfuir en Italie, sans savoir que la fillette est en possession du micro-film caché dans un tube de rouge à lèvres. Lorsqu'il revient chercher la petite, celle-ci est partie avec Hector, un fils de famille qu'elle croit être son père. En tentant de retrouver le micro-film, Narenev bouleversera une soirée donnée pour célébrer les fiançailles d'Hector et provoquera l'arrestation de M. Casimir.