Frank Bullitt, tinent de policia de San Francisco, és escollit per protegir d'una organització criminal durant tot un cap de setmana un testimoni clau que el fiscal Walter Chalmers pensa presentar dilluns davant d'un comitè del Senat. Però tot es complica de la pitjor manera quan, en un assalt inesperat a l'amagatall, un dels companys de Bullitt i el testimoni mateix són ferits de gravetat. Lluitant contra les pressions de l'ambiciós Chalmers, Bullit haurà d'esbrinar a corre-cuita quins punts foscos amaga la investigació si vol treure'n l'entrellat a temps.