En un tren de París, Tommy y Tuppence conocen a una joven agitada que desaparece misteriosamente. Tuppence está empeñado a encontrarla. El Comandante Anthony Carter, el tío de Tommy que trabaja para el "Tercer Piso," una división del servicio de inteligencia del ejército británico, les advierte que no se entrometan. Pero pronto la pareja va en búsqueda de la mujer, una grabación secret...

Tommy es confundido con un genio adinerado que trabaja con la violenta pandilla criminal de Brown. Tuppens toma un trabajo como sirvienta de Rita Vandemeyer, una soprano acabada vinculada con Brown. Vandemeyer recibe un paquete de Brown, el Comandante Carter en nada ayuda, y los Beresford se esfuerzan por ocultar sus verdaderas identidades ante una situación cada vez más peligrosa.

Cuando Tommy es desenmascarado, la pandilla le ordena robar un archivo del Tercer Piso o arriesgar la vida de su hijo, George. Con la ayuda de Tuppence, Tommy obtiene el archivo. Los Beresford se esfuerzan por frustrar un atentado que amenaza al gobierno británico.

Hay un espía en el Tercer Piso, y Tommy es la única persona en quien el Comandante Carter puede confiar. Carter lo envía en una misión tan secreta que ni siquiera Tuppence puede saber de ella: Encontrar a un científico británico, una bomba atómica, y a un espía soviético con el nombre código N. ¿O era M? Tommy va en búsqueda del secuestrador, pero Tuppence se le adelanta.

Cuando el sospechoso principal aparece muerto, los Beresford buscan en otro lugar por el ladrón de la bomba. Tommy cree que es Carl Denim, un beatnik que coquetea con Tuppence. Tuppence cree que es la glamorosa Sra. Sprot, quien tiene sus ojos puestos en Tommy. Tommy se descuida y acaba en problemas.

Tommy encuentra el científico desaparecido, pero ambos son tomados prisioneros, y la identidad del agente sigue siendo desconocida. Por suerte, el científico escondió una pieza clave de la bomba antes de ser capturado. Tuppence llega al rescate. Juntos, ella y Tommy intentan recuperar la llave, pero el peligro acecha. Los Beresford buscan la ayuda de Carter a fin de elaborar un arriesgado pl...