Alors que Laverdure vit de tumultueuses amours avec une Suédoise, Tanguy noue une idylle avec Anne. Les deux pilotes sont bientôt réunis sur un bimoteur pour un exercice délicat.

Avec l'assistance de Leroux, Tanguy est chargé de la mise au point du Voltaire, un chasseur supersonique à décollage vertical.

A Tahiti, Tanguy et Laverdure expérimentent un nouveau système de prélèvements aériens des retombées atomiques, au cours d'expériences nucléaires.

Les Pembalas sont plus décidés que jamais à faire échouer les essais français.

Tout est prêt pour la principale explosion atomique de la campagne de tir. La bombe a été installée sur le site désertique de Mururoa.

Lantier a été sauvé de justesse, mais son hydravion est resté dans le lagon d'un atoll.

Une ogive d'un type ultra secret doit être transportée d'Istres à la base d'expérimentation des Landes.

Dans les Landes, la fusée porteuse de l'ogive secrète a été tirée. Mais des agents étrangers ont réussi à dévier sa course.

Des espions ont intercepté l'appel de détresse lancé par Tanguy et Laverdure, perdus en plein Sahara.

Tanguy a été fait prisonnier par les nomades qui en espèrent une forte rançon. De son côté, Laverdure est abandonné à demi-mort par les parachutistes ennemis.

La station de brouillage clandestine est toujours en activité, probablement à partir d'une zone semi-désertique des Canaries. Tanguy et Laverdure y sont envoyés pour la localiser.

Tanguy et Laverdure recherchent la station de brouillage des lancements de fusées. Cette mission s'avère plus ardue que prévu.

Malgré la destruction du repaire des agents étrangers, le brouillage continue.