Trois mois après la fin de Le Grand Blond avec une chaussure noire, le capitaine Cambrai, qui enquête sur la mort étrange du colonel Milan, 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 la supercherie du colonel Toulouse. Ce dernier, mis en difficulté, doit désormais prouver que le grand blond est bien un super agent secret et non pas un inconnu choisi au hasard.