Детектив полиции Сан-Франциско Фрэнк Буллит назначен ответственным за безопасность важного свидетеля Джонни Росса, который должен дать показания в суде против босса влиятельной мафиозной группировки. Это дело лично контролирует сенатор Уолтер Чалмерс, ведь в случае успеха он сможет значительно улучшить свою карьеру. Поэтому полиция города должна обеспечить свидетелю надежную защиту в укромном месте. Вместе с двумя подчиненными детектив Буллит по очереди охраняет Джонни Росса в номере дешевого отеля “Дениэлс”.
Но преступники смогли вычислить место укрытия и нанести удар, перестреляв всех, кто был в номере. Инспектор Карл Стэнтон и свидетель Джон Росс выжили, но получили серьезные ранения. Разъяренный детектив Буллит не собирается отступать, он отправляется на поиски гангстеров, чтобы отомстить за коллегу и товарища. Однако, ситуация обостряется, когда сенатор Чалмерс угрожает лишить детектива работы, если свидетель по делу скончается до начала слушания в суде.