Après s'être acquitté d'une nouvelle mission périlleuse à Gstaad, en Suisse, Hubert Bonisseur de La Bath, alias OSS 117, revient à Paris au siège de la SDECE. Son patron, Lesignac, l'envoie à Rio : Von Zimmel, un ancien dignitaire nazi, n'accepte de remettre des microfilms compromettants (une liste des collabos français) qu'à OSS 117 en personne. Sur place, Hubert est poursuivi par des agents chinois en quête de revanche (conséquence de sa première mission) et échappe de peu, grâce à l'intervention du Mossad, à un traquenard tendu par Von Zimmel. Les services secrets israéliens veulent collaborer avec lui pour arrêter l'ancien nazi. Hubert fait donc équipe avec la splendide agent Dolorès Koulechov, qu'il prend d'abord pour une secrétaire... Ils convainquent Heinrich, le fils de Von Zimmel qui vit sur une plage avec une bande de hippies, de les mener à son père. Ils traversent tous les trois la forêt amazonienne pour se rendre à une soirée déguisée... qui n'est autre qu'une fête néonazie. Von Zimmel capture OSS 117 et récupère, sur lui, les microfilms (il les avait cachés dans une cicatrice d'Hubert avant d'effacer cette opération de sa mémoire). Grâce à Dolorès, OSS 117 parvient à s'échapper. Il poursuit Von Zimmel et manque de mourir dans les chutes d'Iguaçu. Von Zimmel leur échappe. De retour à Rio, Dolorès et Hubert retrouvent sa trace. Ils l'affrontent et triomphent au sommet du Cristo Redentor du Corcovado.