Une citation de François-Eugène Vidocq est placée en exergue du film : « Les seuls sentiments que l'homme ait jamais été capable d'inspirer au policier sont l'ambiguïté et la dérision… »
Simon (Richard Crenna), Louis, Marc (André Pousse) et Paul forment un gang dont les coups sont minutieusement préparés et minutés. Tandis que Simon possède une boîte de nuit rue d'Armaillé, le Simon's, Paul est un ancien sous-directeur de banque de soixante ans, licencié pour des raisons de compression de personnel, qui fait croire à sa femme qu'il a été nommé directeur du personnel dans une entreprise à Strasbourg. Cette imposture lui permet de justifier ses longues absences de Paris, tout en garantissant un confortable train de vie à son épouse.
Le 23 décembre en fin d'après-midi, les quatre hommes attaquent une banque à Saint-Jean-de-Monts, en Vendée. Au cours du braquage, Marc est grièvement blessé. Ses complices le font hospitaliser dans une clinique à Paris sous un faux nom. Mais le lendemain, apprenant par la presse que la police recherche un homme blessé par balles lors du hold-up, les trois autres malfrats décident de l'exfiltrer. Comme leur tentative échoue, ils font achever leur complice par Cathy (Catherine Deneuve), la maîtresse de Simon, déguisée en infirmière.
Chaque soir, le commissaire Édouard Coleman (Alain Delon) commence son « périple » par la descente des Champs-Élysées. Son domaine, ce sont les nuits parisiennes : assassinats de prostituées, jeux clandestins, pickpockets, pédérastie. Il finit régulièrement sa tournée à la fermeture de la boîte de nuit de Simon, dont il