Em São Francisco Frank Bullitt (Steve McQueen), um detetive da polícia, é escolhido por Walter Chalmers (Robert Vaughn), um promotor público, para proteger da "Organização" por um fim-de-semana Johnny Ross (Pat Renella), uma testemunha-chave que deporá em audiência na segunda-feira perante uma Subcomissão do Senado. Carl Stanton (Carl Reindel), um detetive que auxiliava na proteção, é gravemente baleado na perna e Ross é morto por assassinos profissionais, que pareciam saber onde Ross se escondia.