Los Angeles, 1938. Cliff Secord, courageux cascadeur aérien, découvre une fusée sous le siège de son avion. Il ignore qu'il s'agit de la dernière invention du milliardaire Howard Hughes : un puissant engin fixé à un harnais qui permet à son pilote d'évoluer librement dans les airs. La Maison Blanche espère bien utiliser la fusée contre les Nazis mais elle attise aussi la convoitise de nombreux mauvais éléments parmi lesquels le gangster Eddie Valentine. Cliff utilise la fusée pour sauver un collègue lors d'un meeting aérien et devient bientôt célèbre sous le nom de Rocketeer. Pendant ce temps, Jenny, la fiancée de Cliff, est kidnappée par l'acteur hollywoodien Neville Sinclair qui est un espion à la solde des Nazis. D'abord séduite par l'acteur, Jenny perce ses véritables intentions à jour. Cliff doit échanger la fusée contre sa fiancée. Aidé par son mécanicien, Peevy, et par Eddie Valentine, devenu patriote, Cliff parvient néanmoins à mettre Neville hors d'état de nuire, à récupérer l'engin et à sauver Jenny au terme d'un affrontement épique dans un dirigeable.