1949年的日本帝都，社會分為兩個貧富差距懸殊的階層，富人掌握特權。其中，涌現出一個神秘的變臉怪盜K-20，經常偷取富裕階層的珍奇寶物。那日，他又聲言要在財團千金羽柴葉子（松隆子 Takako Matsu 飾）的婚禮當天盜取某財團的名畫《巴別塔》，令警察廳十分恐慌。葉子的未婚夫、探長明智小五郎（仲村亨 T?ru Nakamura 飾）如臨大敵，高度戒備。身懷絕技的雜技藝人遠藤平吉（金城武 飾）陰錯陽差卷入了這場盜畫的陰謀之中。由于被當成K-20，他鋃鐺入獄，后僥幸逃脫，在老友源治的幫助下，棲居民間，潛心研究易容之術，準備伺機向陷害自己的K-20復仇。葉子總是在把玩父親臨終前送給他的禮物，覺得里面暗藏玄機。后來，K-20再度出現準備擄走葉子，危急時刻遠藤平吉剛好趕到，兩人跟K-20及警察廳展開了周旋，逐漸逼近了真相…… 本片為江戶川亂步的同名小說改編。