Au lendemain de la Seconde Guerre mondiale. Invité par son ami Harry Lime, le romancier américain Holly Martins se rend à Vienne, divisée en quatre zones d'occupation. Tout juste arrivé, il apprend que Lime vient de perdre la vie dans un accident de la circulation et qu'on l'enterre ce jour même. L'écrivain n'est pas au bout de ses surprises. Au cimetière, il est abordé par le major Calloway, pour qui Lime n'était qu'un vulgaire trafiquant, une crapule. Choqué, Martins décide de mener une enquête sur le défunt. Il fait bientôt la connaissance du mystérieux baron Kurtz, l'un des deux témoins de l'accident, l'autre étant un Roumain du nom de Popescu…...

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Bob Elkin, un sculpteur, est au cœur d'un triangle bisexuel amoureux entre Daniel, un médecin juif new-yorkais et une jeune femme, Alex. Les deux amants se connaissent de vue mais préfèrent ne rien dire, par peur de perdre Bob....