Paris, mars 1943. Une femme est arrêtée dans un bistrot du dixième arrondissement. Elle aurait franchi la ligne de démarcation munie de faux papiers, pour un trafic de métaux précieux. L’inspecteur principal adjoint Léon Sadorski voit dans cette enquête une parfaite occasion de s’enrichir. Mais il a d’autres soucis, notamment protéger Julie, la lycéenne juive réfugiée chez lui depuis la rafle du Vél’d’Hiv.
C’est alors qu’une affaire de lettre anonyme et d’adultère le conduit sur les plateaux du cinéma français de l’Occupation : parmi les jeunes actrices d’un drame tourné dans un couvent de dominicaines, l’inspecteur va rencontrer son « Ange du péché » et se transformer en criminel…