Afin de relancer son gigantesque cirque à trois pistes, Marc Braden
(Charlton Heston) engage le célèbre et charmeur trapéziste Sébastian
(Cornel Wilde) pour la piste centrale. Cela rend furieuse Dolly
(Betty Hutton), reléguée à la piste 1. Tout en étant attirés l'un vers l'autre, ces deux artistes rivalisent dans les airs dans des numéros de plus en plus dangereux. Leur relation rend jalouse Arielle
(Gloria Grahame), l'assistante de Klaus
(Lyle Bettger), le dresseur d'éléphants, et ex-petite amie du Grand Sébastian. Marc fait fermer le stand de loterie truquée de M. Henderson
(Lawrence Tierney) tenu par Harry
(John Kellogg). Tentant un double-saut périlleux sans filet, le trapéziste chute et se blesse grièvement. Le clown Patoche
(James Stewart) surprend par la qualité des soins qu'il lui prodigue. Sortant de l'hôpital trois mois plus tard, le roi de la voltige prétend être engagé par un autre cirque. Découvrant qu'il a la main paralysée, Braden l'engage pour vendre des ballons. Reprochant à Dolly de se consacrer à Sébastian aux détriments de Marc, Arielle tente de séduire ce dernier. Par jalousie, Klaus menace de faire écraser le visage d'Arielle par une de ses bêtes. Renvoyé, il projette avec Harry de voler la caisse. Braden prévient Patoche que l'agent fédéral Gregory
(Henry Wilcoxon) les accompagne dans le train à la recherche d'un médecin ayant euthanasié sa femme dix ans plus tôt. Il remarque aussi que la main estropiée de Sébastian commence à réagir. Klaus et Harry stoppent le premier train du cirque pour commettre leur méfait, mais ne parviennent pas à arrêter le suivant, qui transporte la troupe : c'est l'accident. Braden est coincé sous la ferraille, les dompteurs rattrapent les animaux, quelques personnes sont blessées... Le médecin
(Frank Wilcox) étant évanoui, Dolly sollicite Patoche, en train de s'éclipser. Avec l'assistance de l'inspecteur, le clown-médecin fait une transfusion au patron avec le sang de l'ex-vedette des airs. Bien qu'admiratif, le policier arrête Patoche. Sur les ordres de Dolly, une représentation est donnée à ciel ouvert.
