En 1944, près de Nancy, un colonel allemand est capturé par le lieutenant américain Kelly. Découvrant que son prisonnier est en possession de deux lingots d'or, il lui fait subir un interrogatoire au terme duquel sa victime fait une incroyable révélation: dans une banque à quelques 40 kilomètres de la ligne de front, les Allemands disposent d'un trésor de 16 millions de dollars... Kelly n'a alors plus qu'une idée en tête: s'en emparer, lui et ses hommes, pour leur propre compte.

Dans l'Amérique de la prohibition, Fat Sam, chef de gang et tenancier d'un club clandestin, engage Bugsy Malone, petite frappe et dragueur à ses heures perdues. Ensemble, ils déclarent la guerre à Dan le Dandy et sa bande, détenteurs d'une arme secrète invincible : une mitraillette à crème pâtissière. Tous les coups sont permis pour tenter de voler l'arme à la bande rivale, mais le chemin de Bugsy est semé d'embuches, de femmes fatales et de guet-apens...