Londres durant le Blitz. Un homme, sorti d'un asile psychiatrique pour avoir aidé son épouse à mourir sans souffrances, entre dans une fête foraine, prononce par hasard une phrase qui est un code destiné à des espions nazis et gagne un gâteau où est dissimulé un microfilm. Pourchassé par les nazis dont il va remonter le réseau il reçoit l'aide d'une jeune réfugiée autrichienne et a bien du mal à convaincre Scotland Yard de son innocence.
Lemmy Caution, en vacances sur la Côte d'Azur, pense pouvoir se reposer mais il trouve une femme mourante. Parce qu'elle a essayé de parler avec lui avant sa mort, il commence une enquête... Il va découvrir une histoire de chantage sur des femmes de diplomates, mais sont-elles toutes innocentes ?
1962. Les services secrets anglais et soviétiques envoient leurs espions aux trousses d'un ancien SS allemand, Hektor Schlumpf, qui veut récupérer une cargaison d'archives et d'or, immergée au large de la Corse depuis 1943. Mais Schlumpf est déjà protégé par les services français, représentés par le commandant Dromard, en échange de papiers compromettants pour les nations alliées pendant la guerre.
En Europe, dans les années 1930, à cause de son activisme anti-dictatorial, un père confie ses deux filles, Maria et sa jeune sœur Nora, aux bons soins d’Anselmo, un ami italien réfugié à Londres. Peu après, le père est assassiné dans un complot fomenté par le dictateur. Sept ans plus tard, lors d’un week-end à Paris, Maria revoit par hasard Louis, son amoureux français de toujours, qui lui demande de l’aider dans sa traque du meurtrier de son père. Maria et Nora vont être fortement compromises lorsque la bombe destinée au dictateur tue malencontreusement un innocent…
Au cours d'une plongée sous-marine en Corse, un agent américain disparaît. Les services secrets envoient Hubert Bonisseur de la Bath qui découvre, dans une grotte, une bande d'espions en train de monter un système de détection sous-marine ultra perfectionné. OSS 117 se fait capturer mais, grâce à la belle Brigitta, il parvient à s'évader et à détruire l'installation…
Rocambole, que l'on croyait mort au bagne, réapparaît à Londres où il ridiculise un diplomate allemand, puis à Paris où il se joue d'un marchand d'armes.
Vienne, 1956, après l'insurrection d'octobre à Budapest. Mike Reynolds est appelé à aider un scientifique hongrois (le professeur Jansci) à s'enfuir de Budapest. Il sera amené à traverser le rideau de fer et rencontrera de nombreux obstacles à son dessein.
Une femme, agent du Federal Bureau of Investigation, est assassinée. Elle travaillait sous couverture, comme secrétaire du Docteur Whittaker qui est en train de développer une nouvelle sorte de carburant pour des moteur-fusées. Le chercheur et sa fiancée Shirley ont disparu. Le FBI charge son meilleur agent de l'enquête. Lemmy Caution retrouve Shirley, qui est en fait Géraldine, un agent des services secrets anglais. À la fin, Lemmy et Géraldine se battent ensemble dans une laiterie contre les malfaiteurs.
Un officier des services secrets français, Pascal Fabre (Lino Ventura), est envoyé en mission à Vienne, en Autriche, pour ramener à Paris le chef du réseau local, un nommé Margery (Jean Bouise), dit « le Boîteux ». En effet, celui-ci est soupçonné par ses supérieurs d'être devenu un agent double. Si Fabre a été choisi pour la mission, c'est qu'il est un vieil ami du suspect. Il doit d'abord « à titre personnel », établir le contact avec lui. Mais, le soir de l'arrivée de Fabre dans la capitale autrichienne, l'agent intermédiaire de contact est tué dans un accident quelque peu suspect.
L'Amérique latine, et singulièrement le Brésil, est en proie à une agitation certaine : des hommes politiques sont assassinés lors d'attentats-suicides perpétrés par des meurtriers kamikazes agissant comme en état d’hypnose. Hubert Bonnisseur de la Bath, alias OSS 117, est envoyé sur place par la CIA pour enquêter.
En arrivant à Lisbonne, l'homme d'affaires américain William Beddoes est identifié par erreur comme étant un agent secret britannique en possession de diamants industriels. Il est aussitôt pisté par plusieurs espions, notamment Aurora et Steve, qui vont tenter de lui subtiliser « ses diamants ».
Le colonel Stok, un agent des services soviétiques responsable de la sécurité du Mur de Berlin, semble vouloir passer à l'Ouest, mais les preuves sont contradictoires. Stok demande aux Britanniques de prendre en charge l'opération et demande que l'un de leurs agents, Harry Palmer, le fasse sortir clandestinement de RDA.
Des inspecteurs américains traquent des trafiquants de drogue qui s’approvisionnent en fleurs de pavot en Iran. Grâce aux autorités iraniennes, ils procèdent au marquage radioactif d'une cargaison afin qu’elle les mène aux responsables du réseau. C’est en Italie que les inspecteurs retrouvent la piste du convoi…