Le capitaine Cambrai qui enquête sur la mort étrange du colonel Milan, est certain que le colonel Toulouse a utilisé François Perrin pour se débarrasser de Milan, son subalterne hiérarchique. Cambrai intercepte une lettre de François Perrin, qui file le grand amour avec Christine à Rio de Janeiro, dans laquelle il avoue à son ami Maurice Lefebvre la supercherie du colonel Toulouse. Cambrai va alors tout mettre en œuvre pour rassembler des preuves démontrant que « Le Grand Blond » n’est pas un agent secret, mais bien un pauvre malchanceux manipulé… Toulouse, mis en difficulté, doit désormais prouver que ce « Grand Blond » est bien un super agent secret et non pas un anonyme de la foule.