Die Musikstudentin und angehende Cellistin Ariane (Audrey Hepburn) wohnt mit ihrem verwitweten Vater, dem Privatdetektiv Claude Chavasse (Maurice Chevalier), in Paris. Wenn er unterwegs ist, blättert sie heimlich in seinen Dossiers. Das findet sie aufregend.

Zur Zeit beschattet er die Ehefrau (Lise Bourdin) seines Auftraggebers Monsieur X (John McGiver). Er findet heraus, dass sie sich seit einer Woche jeden Abend im Hotel Ritz mit dem amerikanischen Geschäftsmann Frank Flannagan (Gary Cooper) trifft. Immer wenn Frank Flannagan sich in Paris aufhält, hat Claude Chavasse viel zu tun, denn es handelt sich um einen berüchtigten Frauenhelden, und der Privatdetektiv ist darauf spezialisiert Ehebrecher und Ehebrecherinnen zu überführen.

Monsieur X ist bestürzt, als sich sein Verdacht bestätigt, dass ihn seine Frau betrügt. Sie trägt zwar stets einen Schleier, wenn sie das Hotel betritt, aber Monsieur X erkennt sie auf den von Chavasse geknipsten Fotos. Ariane belauscht ihn und ihren Vater im Arbeitszimmer. Monsieur X hat sich eigens einen Revolver gekauft. Damit beabsichtigt er, den Liebhaber seiner Frau noch am selben Abend im Hotel zu erschießen.

Das will Ariane verhindern. Nach dem Unterricht im Konservatorium lässt sie sich von ihrem Freund Michel (Van Doude) zum Hotel Ritz fahren. Während Monsieur X bereits vor der Tür der Suite lauert und darauf wartet, dass die vier allabendlich von Frank Flannagan bestellten Musiker sich zurückziehen, durchquert Ariane das benachbarte Zimmer einer bereits schlafenden Frau (Olga Valery) und klettert über den Balkon in die Suite. Dort warnt sie den Amerikaner, der mit Madame X engumschlungen tanzt.

Als Monsieur X die Tür aufbricht, sitzt Flannagan mit einer verschleierten Frau auf dem Sofa. Monsieur X hebt den Schleier hoch – und kann es kaum glauben, dass statt seiner Frau ein fremdes Mädchen vor ihm sitzt. Weil er das Parfüm seiner Frau riecht, schaut er sogar in den Schränken und unter dem Bett nach, findet sie aber nicht. Madame X flüchtete nämlich rechtzeitig auf den Balkon und durchs Nachbarzimmer.

Frank Flannagan möchte die junge Frau, die ihm ihren Namen nicht verrät, unbedingt wiedersehen. Er drängt sie, am nächsten Nachmittag noch einmal zu ihm zu kommen. Am Abend müsse er dann abreisen, sagt er. Ariane verspricht nichts, aber sie ist von der Begegnung mit dem gut aussehenden reichen Amerikaner euphorisiert.

Am nächsten Tag schreibt sie nacheinander mehrere Absagen, die sie dann jedoch alle verbrennt. Vor der vereinbarten Zeit klopft sie an seiner Tür. Sie sei zu früh gekommen, um ihm mitzuteilen, dass sie später nicht kommen werde, beginnt Ariane. Aber dann schmilzt sie hin. Kellner und Musiker eilen herbei. Als Flannagan am Abend zum Flughafen muss, hat Ariane ihm allerdings noch immer nicht ihren Namen verraten.

In den folgenden Wochen entgeht Claude Chavasse nicht, dass seine Tochter stiller geworden ist und immer wieder in Tagträumen versinkt. Eine Erklärung hat er allerdings nicht dafür.

Im Jahr darauf reist Frank Flannagan erneut geschäftlich nach Paris. Ariane erfährt es aus der Zeitung, in der darüber berichtet wird, dass sich zwei Flug­begleiterinnen um ihn prügelten.

Michel geht mit Ariane in die Oper: „Tristan und Isolde“ von Richard Wagner. Die Aufführung hat bereits begonnen, als Flannagan mit einer Begleiterin zu ihren Plätzen in der ersten Reihe geführt werden. Ariane beobachtet es von ihrem Platz im Rang aus. In der Pause lässt Michel eine geplatzte Naht seines Jacketts ausbessern, und Flannagans Begleiterin sucht die Toilette auf. Zunächst erkennt der Amerikaner die junge Französin nicht wieder, aber dann fällt ihm ein, wer sie ist und er drängt sie, am nächsten Tag zu ihm ins Hotel zu kommen. Er gesteht, nur aufgrund seiner unzureichenden Sprachkenntnisse hier zu sein, eigentlich habe er Karten fürs „Folies Bergere“ gewollt.

Arianes Vater bewahrt vorübergehend einen Hermelinmantel für einen Klienten auf. Den verstaut Ariane statt des Musikinstruments in ihrem Cellokasten und geht damit ins Hotel „Ritz“. Bevor sie Flannagans Suite betritt, schlüpft sie in den teuren Mantel. Den habe sie von einem ihrer Verehrer geschenkt bekommen, lügt sie. Obwohl sie nur Frank Flannagan liebt, tut sie so, als sei er nur einer von vielen, denn sie befürchtet, ihn sonst zu verlieren: Er scheut davor zurück, sich an eine Frau zu binden.

Ariane ist noch bei ihm, als er einen Anruf der schwedischen Zwillinge Ingrid und Dagmar (Leila Croft, Valerie Croft) erhält. Aus den Aufzeichnungen ihres Vaters weiß Ariane, dass Flannagan mit den beiden in Stockholm eine heiße Affäre hatte. Sie halten sich gerade in Paris auf und verabreden sich mit dem Herzensbrecher. Während des Telefongesprächs benutzt Ariane das Diktiergerät und hinterlässt eine Liste von 19 angeblichen Liebhabern, vom Herzog bis zum Bergführer, vom Bankier bis zum Stierkämpfer.

Als Ariane fort ist und Frank Flannagan die Aufnahme hört, packt ihn die Eifersucht. Immer wieder hört er sich die Aufzählung an. Um sich zu beruhigen, sucht er ein türkisches Bad auf. Dort trifft er zufällig auf Monsieur X. Der rät dem Unglücklichen, sich an den Privatdetektiv Claude Chavasse zu wenden, wenn er mehr über die geheimnisvolle Schöne herausfinden wolle, deren Namen Flannagan nicht kennt.

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Claude Chavasse durchschaut noch während der Auftragserteilung, dass es sich um seine Tochter handelt, verrät aber nichts. Die junge Frau werde am Nachmittag zu ihm ins Hotel kommen, sagt Flannagan, und von da an solle der Privatdetektiv sie beschatten. Der Amerikaner ist bereits im Treppenhaus, als Chavasse ihn hoffnungsvoll fragt, ob er in das Mädchen verliebt sei. „Wer redet denn von Liebe?!“, antwortet Flannagan großspurig, „Interesse – ein starkes Interesse!“

Kurz vor der verabredeten Zeit sucht Chavasse seinen Klienten im Hotelzimmer auf und klärt ihn darüber auf, dass die junge Frau seine Tochter ist. Bei den 19 angeblichen Liebhabern handelt es sich um Fälle aus den Akten des Privatdetektivs. Keinem einzigen dieser Männer sei seine Tochter jemals begegnet, versichert Chavasse. Sie liebe nur Frank Flannagan. Mit der Bitte, dem Mädchen nicht weh zu tun, verlässt Chavasse die Suite.

Als Ariane eintrifft, schickt Flannagan die Musiker fort und packt. Er habe sich mit den schwedischen Zwillingen vergnügt, lügt er, und werde ihnen nun an die Riviera nacheilen. Weil der Flug wegen schlechten Wetters ausfällt, fährt Flannagan zum Bahnhof, und Ariane begleitet ihn.

Am Bahnsteig verabschieden sie sich. Der Zug fährt an. Im letzten Augenblick packt Frank Flannagan Ariane und hebt sie in den Waggon.

Claude Chavasse sieht es gerade noch. Er freut sich.