Un agent secret, Lemmy Caution, a pour mission de retrouver le professeur von Braun dans la cité futuriste d'Alphaville dirigée par le cerveau-robot Alpha 60.
Contre une forte somme, le docteur Malic, propriétaire d'une clinique psychiatrique en plein naufrage, accepte d'héberger un agent secret. Une foule d'espions ne tarde pas à envahir la clinique transformée en haut-lieu du contre-espionnage.
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