Au troisième étage d'un immeuble bourgeois de l'avenue Carnot, Louise Filon, une prostituée grassement entretenue, est retrouvée morte, manifestement assassinée. Le commissaire Maigret entre en scène. Il est très vite intrigué par un certain professeur Gouin, qui habite l'étage du dessus et autour duquel gravitent toutes sortes de créatures du beau sexe. Gouin lui-même est un personnage cynique, indifférent, plutôt mystérieux. Aucun de ses voisins, cependant, n'ose porter des accusations contre lui. Pour sa part, Maigret est convaincu que, criminel ou pas, ce curieux personnage cache des choses...