Nach sechsmonatiger Arbeit mit Kindern wird der frischgebackene Polizist Nestor Patou (Jack Lemmon) in den Rotlichtbezirk Paris' versetzt. In der Cassanova-Straße hat er es mit Zuhältern, Korruption und einer Menge Touristen zu tun. Er beobachtet ein Hotel und macht sich gewissenhaft Notizen, die verbotene Prostitution aufzudecken. Dabei freundet er sich, naiv wie er ist, mit Irma La Douce (Shirley MacLaine) an. Erst spät entdeckt er, dass sie ebenfalls eine Hure ist. Er veranlasst eine Razzia des Hotels bei dem er den Polizeichef bloßstellt. Da die Polizei damit für ihn plötzlich zu Ende geht, muss er sich nach einem neuen Job umschauen. Als sich die Ereignisse überschlagen wird er schließlich Irmas Zuhälter, doch seine aufkeimende Liebe zu ihr lässt ihn Eifersüchtig auf ihre Kunden werden. Zur Lösung seines Problems erfindet er den reichen Lord X und besucht nun in Verkleidung seine Geliebte. Doch wie lange kann er sich hinter der Fassade verstecken?
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