Lester Gillis, qui devait être connu plus tard sous le nom de « Baby Face Nelson », quitte la prison après avoir été libéré sous caution. Il est contacté par un chef de gang qui lui propose un « job ». Gillis refuse mais le gang, qui ne veut pas laisser échapper Gillis en qui il devine une recrue de valeur, s'arrange pour cacher dans sa chambre d'hôtel une arme avec laquelle on vient de commettre un meurtre. Alors qu'il est ramené en prison, Gillis trouve moyen de s'enfuir grâce à la complicité de son amie, Sue Nelson, dont il adopte le nom de famille. Baby Face extermine le chef de gang et ses hommes de main mais, pris dans l'engrenage, se lance aussitôt dans une série de vols, d'attaques à main armée et de crimes. Blessé, il est ramené par son amie dans l'étrange clinique du docteur Saunders dont la spécialité est de rendre méconnaissables les hors-la-loi et de modifier leurs empreintes digitales. Là, Baby Face rencontre l'ennemi public n° 1, John Dillinger. Baby Face et Sue sont alors entraînés dans la bande du fameux gangster. Et quand Dillinger est abattu, Baby Face devient à son tour le « N° 1 ». Dès lors, sa sauvagerie ne connaît plus de bornes. Finalement, dans le décor d'un petit cimetière de campagne, Sue achève Baby Face que la police vient de blesser à mort, mettant fin à sa carrière sanguinaire.