Tom Gruneman, un savant de renom, a disparu voici six mois. L'enquête de la police et du FBI piétine. Holly, la femme de Tom, qui vit dans la plus grande inquiétude, et Peter Cable, son associé, demandent au détective privé John Klute de se charger de l'affaire et de commencer une enquête à New York. Persuadé que le disparu menait une double vie et qu'il fréquentait Bree Daniels, une prostituée, John Klute décide de prendre contact avec elle. Celle-ci accepte de répondre aux questions du détective, qui apprend ainsi que la jeune femme est harcelée par des appels téléphoniques menaçants. Klute choisit d'explorer cette nouvelle piste...