1945 год. Шарапов, совсем недавно вернувшийся с фронта, устраивается на работу в Московский уголовный розыск.
Попытка внедрения Васи Векшина в банду «Чёрная кошка» оборачивается неудачей. Вася заколот на скамейке в городе, при переговорах. МУР уже второй год ищет банду убийц и грабителей.
Шарапов получает первый опыт. Жеглов с блеском распутывает дело с ружьём за несколько часов. Он рассказывает Шарапову о шести правилах расследования.
Дело убитой женщины Ларисы — осмотр места убийства, поиск улик. Обвинён муж убитой — Груздев. Груздев не сознаётся, взят под стражу.
Проститутки украли крест у попа. Жеглов с Шараповым проверяют документы в ресторане и арестовывают Маньку Облигацию. На её руке — браслет убитой Ларисы. Манька сознаётся, что браслет ей подарил вор Копчёный.
Копчёного находят в бильярдной. Жеглов играет с ним в бильярд. Копчёная сознаётся, что выиграл браслет в карты у Кирпича.
Жеглов и Шарапов по трамваям ищут карманника Кирпича и ловят его при грабеже. Кирпич сознаётся, что выиграл браслет у Фокса.
Жеглов и Шарапов ищут Фокса. У его любовницы Веры Моториной сыщики находят чемодан с вещами убитой Ларисы и устраивают там засаду.
В выходные Жеглов и Шарапов едут на картошку. Шарапов влюбляется в Варю Синичкину и решает жениться.
Ограбление магазина. Сторожа убили в подсобке. Это почерк «Чёрной кошки». Пёс взял след и привёл сыщиков в гараж, где нашли награбленное и устроили засаду.
Убивают людей, сидящих в засаде у Верки Моториной. Один из убитых — сотрудник МУРа Топорков, второй — Соловьев — уволен за предательство, трусость, жадность. Однако Фокса теперь знают в лицо.
После допроса сослуживцев Груздева и Ларисы в деле возникают новые обстоятельства. Жеглов и Шарапов ищут в театре преступника Ручечника и ловят его на краже. Его сообщница Анна работает в вагоне-ресторане и связана с Фоксом.
Обокрали квартиру Воробьёвых. По описанию это сделал Фокс. У соседки Шарапова по общежитию украли продуктовые карточки.
Ужин в МУРе, присутствуют все офицеры. На завтра назначена свадьба Шарапова и Вари.
После допросов Груздева и Ручечника следователи едут в ресторан ловить Фокса. Фокс приходит, видит засаду, сбегает. После продолжительной погони Фокса ловят и допрашивают. Груздева отпускают.
Следователи хотят взять всю банду «Чёрная кошка». Шарапов обманывает Фокса запиской для Анны и вызывается внедриться в банду Фокса.
Во время разговора с горбатым главарём Шарапов узнаёт среди членов банды своего бывшего сослуживца-фронтовика Левченко. На следующее утро банда отправляется вызволять Фокса и попадает в засаду.
Шарапов спасается в подсобке магазина. Левченко убит при попытке бегства. Банда сдаётся.
Варя погибает на службе. Шарапов усыновляет мальчика.