De drieëndertigjarige vertellerheld Philip Marlo, die eerder bij het advocatenkantoor van Los Angeles County had gewerkt, is nu privédetective geworden en onderzoekt zaken waarin zijn klanten zeker niet geïnteresseerd zijn om ze te publiceren. Hij komt aan bij de miljonair Guy Sternwood, die Marlo vertelt dat iemand die Geiger heet, zijn jongste dochter, Carmen, chanteert. Bovendien verdween de echtgenoot van zijn oudste dochter, Red Regan, ooit officier Ira, die deelnam aan de opstand in Dublin en vervolgens goed verdiende door tijdens de drooglegging in Amerika illegaal alcohol te verkopen. Sternwood meldt ook dat zijn dochter Carmen ooit Joe Brody chanteerde en hij de laatste vijfduizend dollar moest betalen.
Marlo houdt toezicht op de boekhandel Geiger en concludeert dat de verkoop van tweedehands en zeldzame boeken slechts een dak is voor de verkoop van producten met een duidelijk pornografisch karakter. 'S Avonds begint Marlo het huis van Geiger te observeren, die een auto van Carmen ontdekt. Al snel klonken er schoten in huis. Marlo dringt binnen door en ontdekt het lijk van de eigenaar en de volledig naakte Carmen in een staat van drugsintoxicatie. Blijkbaar poseerde ze voor de camera van de eigenaar.
Nadat ze het meisje haastig bij het huis van haar vader heeft afgeleverd, keert Marlo opnieuw terug naar het Geiger-huis, maar het lijk van de eigenaar verdwijnt op mysterieuze wijze. De volgende ochtend hoort Marlo dat de Sternwood 'Buick' in de zee bij de pier is gevonden, en daarin is het lijk van een man die als chauffeur met de Sternwoods werkte en blijkbaar verliefd was op Carmen.
Marlowe hervat de monitoring van de Geiger-boekhandel en ontdekt dat het pornografische product met spoed naar het appartement wordt vervoerd naar de Brody die Sternwood eerder noemde. Bij thuiskomst vindt hij zijn oudere zus Carmen Vivien. Ze probeert te begrijpen waarom Marlo de dag ervoor hun huis bezocht, en bovendien meldt ze dat ze naakt foto's van Carmen heeft gestuurd en vijfduizend dollar heeft geëist voor negativiteit en afdrukken. In principe is ze klaar om geld te krijgen - bijvoorbeeld van de eigenaar van het Cypress casino, Eddie Mars, met zijn vrouw, volgens geruchten, vluchtte Red Regan.
Marlo gaat naar Brody. Er is ook een blondine die in een Geiger-winkel werkte. Marlo zegt dat hij alles weet over de zaken van Geiger en praat over de rol die Brody daar speelde, en over wat Carmen aan Brody liet zien als een geigermoordenaar. Tijdens de onderhandelingen verschijnt Carmen en probeert Brody neer te schieten. Ze dreigt de waarheid te vertellen over de dood van Geiger en eist een foto. Ze pakt een revolver en schiet op Brody, maar mist. Ze weet haar over te halen naar huis te gaan en Marlo krijgt de foto's. Cornered Brody geeft toe dat hij ze van Taylor heeft afgenomen, die hij bij Geiger heeft opgespoord. Hij haalde hem in op een afgelegen plek en nam verbijsterd de foto's weg die hij van Geiger had genomen, nadat hij hem van tevoren had neergeschoten.
De verheldering van de relatie werd onderbroken door een nieuwe deurbel en Brody, die naar buiten kwam om te openen, werd dodelijk gewond door een onbekende bezoeker. Marlo gaat al snel op zijn pad. Dit is een zekere Lindgren, die in een Geiger-winkel werkte en door homoseksuele relaties met hem verbonden was. Lindgren schoot Brody neer, omdat hij zeker wist dat het Brody was die zijn vriend vermoordde. Marlo brengt hem naar het huis van Geiger en hij laat zien waar het lijk is. Wat Taylor betreft, door Geiger voor Carmen te schieten, zo geliefd bij hem, en vervolgens zijn compromitterende foto's te verliezen na een botsing met Brody, pleegde hij zelfmoord door de auto vanaf de pier de zee in te sturen.
formeel voldeed Marlo aan de opdracht van zijn cliënt en handelde hij met degenen die hem chanteerden, maar door professionele opwinding probeert hij erachter te komen wat er met Rygan Rygan is gebeurd. Eddie Mars, die niet veel interesse toonde in het politieonderzoek naar de verdwijning van Regan en zijn vrouw, ontkent categorisch elke betrokkenheid bij deze zaak. Hij verzekert Marlo dat hij Regan niet heeft vermoord, en hij is geneigd hem te geloven.
Terugkerend naar zijn huis, vindt Marlo in zijn bed volledig naakte Carmen. Met grote moeite slaagt hij erin deze door seks geobsedeerde persoon buiten de deur te ontmaskeren. De volgende dag vestigt Marlo de aandacht op het feit dat hij wordt 'begraasd' door een man in een grijze 'Plymouth'. Het blijkt dat iemand Harry Jones klaar is voor tweehonderd dollar om hem wat vertrouwelijke gegevens te vertellen. Hij weet waar de vrouw van Eddie Mars zich momenteel verstopt. Volgens hem bevindt ze zich sinds de verdwijning van Red Regan op een afgelegen plek op zestig kilometer van Los Angeles.
Marlo is bereid de informatie te betalen en belooft het geld 's avonds op het door Jones opgegeven adres te brengen. Nadat hij de vergoeding heeft ontvangen, belooft Jones Marlo naar de Agnes te brengen die met Brody heeft gewerkt, en daar al het exacte adres van Mona Mars te geven. Echter, op de aangegeven tijd op de aangegeven plaats verschenen, ontdekt Marlo dat Jones al een gast heeft. Het blijkt een zekere Canino te zijn, die Eddie Mars af en toe als moordenaar gebruikt. Beiden waren ernstig bang door het contact van Jones en Marlowe. Canino zoekt Jones 'adres voor Jones, trakteert hem op een drankje met kaliumcyanide en gaat op pad om Agnes te ontmoeten.
Marlo weet Canino voor te blijven. Hij ontmoet Agnes en zij, nadat hij het vereiste bedrag heeft ontvangen, informeert hem over de verblijfplaats van Mona Mars. Marlo gaat naar de plek waar de vrouw van Mars en de minnares van Red Regan zich verstoppen. Canino ontmoet hem. Als Marlowe bijkomt, komt hij erachter dat hij stevig vastzit aan de bank en dat hij in zijn handen ook handboeien heeft. Bij hem in de kamer is de blondine, precies die Mona Mars die hem interesseerde. Ze verzekert Marlowe dat Eddie niets te maken heeft met de verdwijning van Red Regan, maakt hem vervolgens los en vraagt hem zo snel mogelijk te vertrekken. Maar Marlo gaat niet ver - naar zijn auto, die hij op de snelweg heeft achtergelaten, pakt daar een revolver en keert terug. Hij twijfelt er niet aan dat Canino alleen zal terugkeren om hem en de vrouw van zijn baas te vermoorden.
De Marlo-manoeuvre brengt succes. Hij slaagt erin Canino het huis uit te lokken en hem neer te schieten, ondanks de handboeien.
Marlo bezoekt het oude Sternwood opnieuw. Hij verwijt hem zijn initiatief: Marlo's taak was tenslotte alleen om de afperser aan te pakken en niet om de vermiste Regan te zoeken. Hij verklaart echter, met zijn inherente botheid, dat hij beter weet hoe hij de belangen van de cliënt kan beschermen, en Geiger was slechts een kleine bipod, en zocht Sternwood op kwetsbaarheid. Volgens de berekeningen van Marlowe was het Regan en Sternwood maakte zich geen zorgen over geld en niet vanwege zijn verwende dochters. Hij wilde gewoon niet misleid worden door een man die hem oprechte sympathie gaf.
Na deze tirade te hebben gehoord, geeft Sternwood Marlowe opdracht het onderzoek voort te zetten. Maar Marlo is al dicht bij een oplossing. Hij ontmoet Carmen, die haar vraagt haar te leren schieten. Hij is het daarmee eens, maar alleen als ze niet worden gehoord. Hij neemt haar mee naar een afgelegen plek naar keuze, geeft haar een revolver en gaat een schietdoel stellen. Dan opent ze het vuur op hem, en als Marlo de revolver niet voorzichtig met lege cartridges had geladen, zou hij het onderzoek niet hebben afgerond.
Nadat ze alle patronen heeft neergeschoten, valt Carmen in een zware aanval en neemt Marlo haar mee naar huis. Daar ontmoet hij Vivienne en vertelt haar over de resultaten van zijn experiment. Geiger chanteerde de generaal in opdracht van Mars. En als hij ermee had ingestemd te betalen, zou Eddie hem veel geld hebben gepompt, omdat hij wist wat er met Red Rygan was gebeurd. Hij werd vermoord door Carmen Sternwood - blijkbaar uit wraak omdat hij haar seksuele intimidatie had afgewezen. Vivien is echter niet van plan zichzelf op te sluiten. Ze geeft toe dat ze hoorde over Carmen's daad en vroeg Mars om de zaak te helpen verzwijgen. Ze twijfelde er niet aan dat de zwakke Carmen het bij de eerste ondervraging niet kon uitstaan en toegaf, en dat zou haar vader doden. Vivien begreep dat Eddie Mars haar niet zo gemakkelijk zou verlaten, maar ze zag geen andere manier. Ze wacht gespannen af op welke prijs Marlo om stilte zal vragen. Maar hij gaat zijn sombere ontdekking niet verzilveren. Hij eist alleen dat Vivien een betrouwbaar psychiatrisch ziekenhuis voor haar zus vindt, en hij zal zelf met Eddie Mars afrekenen en ervoor zorgen dat hij de Sternwoods niet langer stoort.