On a aperçu un fantôme au musée du Louvre et un gardien a été retrouvé mourant près de la statue de Belphégor, dieu des Ammonites. Un journaliste, Jacques Bellegarde, veut s'occuper de cette affaire. L'inspecteur Menardier s'y oppose.

 Jacques essaye de rompre avec sa maîtresse, la romanesque Simone Desroches qui vit entre Elsa Berger, sa gouvernante et un admirateur, Maurice de Thouars. Car Jacques aime Colette Barjac. Gautrais, gardien du Louvre, finit par introduire Jacques près de Belphégor. Le fantôme surgit et Jacques doit la vie au père de Colette, un vieillard étrange.

 Ménardier arrive, le vieillard le démasque. C'est le jeune et célèbre détective Chantecoq, témoin de la scène. Jacques reçoit des menaces signées Belphégor. On l'enlève, on le jette à la Seine.

 Simone voit disparaître les lettres de Jacques, or, l'écriture de Belphégor ressemble à celle du journaliste. Ménardier voit revenir le fantôme, un gaz somnifère se répand, l'inspecteur est assommé. Qui est Belphégor?