Une jeune femme est accusée du meurtre d'un médecin : on l'a vue près du lieu du crime au moment où celui-ci a été commis, et pourtant elle a un alibi indiscutable. La police découvre, en se rendant chez elle, la présence de sœurs jumelles, aucune n'avouant ni ne dénonçant l'autre. L’enquête tourne court, la procédure avorte et les deux sœurs sont remises en liberté. Un lieutenant de police arrive à convaincre un psychiatre (passionné par ce cas et amoureux de l’une des deux jeunes femmes) de l’aider à déterminer, au péril de sa vie, qui est la meurtrière.