Három szovjet ügynök néhány havi párizsi tartózkodás után annyira belemerül az éjszakai életbe, hogy megbízásáról - az emigráns nagyhercegnő, Szvana ékszereinek megszerzéséről - teljesen megfeledkezik. Az elvhű ügynöknő, Ninocska aki mintha erre a feladatra született volna, megbízhatatlan elvtársainak előadást tart kötelességeikről. Ugyanakkor az előkelő párizsi hotelt a hazai mércéhez viszonyítva megborzad: egyheti hotelbeli tartózkodásért egy kolhoz hét tehenét kellene eladni. Noncska most maga kezd el az ékszerek után vadászni s eközben beleszeret a házasságát titokban tartó Léon d'Algut grófba aki titokban viszonyt tart fenn a nagyhercegnővel. A megtalált boldogság a hűvös szépséget féktelen asszonnyá változtatja azonban választás elé állítja: vagy a grófot kapja meg, vagy az ékszereket. Ninocska kötelességtudóan az ékszerek mellett dönt. Az elválás azonban nem végleges: az életvidám ügynöktrió eközben Isztambulban lokált nyitott és Léon gróf itt várja az ügynöknőjét.