В мае 1965 года в Москве от двойного выстрела в голову погибает 17-летний Петр Яковлев, а главным подозреваемым оказывается его товарищ Леонид Пономарев, с которым он не поделил любимую девушку Вику Лопатину. За расследование берется опытный майор милиции Иван Петрович Черкасов, который видит в убийстве юноши с простреленными глазами характерный почерк нацистского женщины-палача Антонины Малышкиной. Осознавая, что Тонька-пулеметчица все еще жива и продолжает безнаказанно убивать, следователь бросает все силы на ее поимку.