Il y a de mauvais flics, de bons flics – et puis il y a Bullitt.
Le lieutenant de police Bullitt est chargé de protéger un gangster, Ross, qui a accepté de témoigner dans une enquête gouvernementale. Mais l'individu en question est abattu peu après. Bullitt se met alors à la poursuite des meurtriers et découvre que la victime n'était qu'un bandit payé pour prendre la place de Ross. Il parvient à retracer le vrai Ross au moment où ce dernier s'apprêtait à fuir le pays avec l'argent d'un puissant syndicat du crime.