En 1955, à New York, un enquêteur privé de seconde zone, Harold S. Angel, est engagé par Louis Cyphren pour retrouver Jonathan Liebling, un crooner surnommé professionnellement Johnny Favorite, au succès duquel Cyphre avait contribué. Le contrat alors signé entre Cyphre et Favorite comportant certaines clauses qui devenaient exécutoires à la mort du crooner, Cyphre souhaite savoir si ce dernier est vivant. Cyphre soupçonne l'hôpital privé où Favorite, invalide de guerre, reçoit un traitement psychiatrique pour obusite d'émettre de faux rapports. Harry se rend à l'hôpital et découvre qu'un enregistrement de transfert antidaté a récemment été ajouté par un médecin toxicomane nommé Albert Fowler.
Entré par effraction chez le médecin, Angel fait avouer à Fowler qu'un homme et une femme l'ont soudoyé douze ans plus tôt pour permettre à Johnny de quitter l’hôpital tout en conservant la fiction selon laquelle il était toujours un patient. Pensant que le médecin lui cache encore des choses, Harry l'enferme dans sa chambre à coucher sans accès à ses médicaments pour l'inciter à parler. Quelques heures plus tard, il trouve le médecin assassiné. Harry Angel dit à Cyphre qu'il ne veut plus de l'affaire, mais accepte finalement lorsque Cyphre lui propose 5 000 $.
Harry découvre bientôt que Johnny avait une riche fiancée nommée Margaret Krusemark, puis qu'il avait également entamé une liaison secrète avec une femme appelée Evangeline Proudfoot. Harry se rend à La Nouvelle-Orléans et rencontre Margaret, qui lui divulgue peu d'informations et lui affirme que Johnny est mort. Harry découvre ensuite qu'Evangeline est également morte, laissant derrière elle sa fille, Epiphany Proudfoot, âgée de 17 ans, conçue pendant la liaison entre sa mère et Johnny.
Tandis qu'Epiphany hésite à parler, Harry retrouve Toots Sweet, un guitariste de blues et ancien membre du groupe de Johnny. Il parvient à obtenir de lui quelques détails sur la localisation de Johnny. Le lendemain matin, la police informe Harry que Toots a été assassiné. Harry retourne chez Margaret, où il la trouve également assassinée, le cœur enlevé avec un couteau de cérémonie.
Harry est ensuite attaqué et menacé par deux sbires d'Ethan Krusemark, père de Margaret et puissant propriétaire de Louisiane. Harry retourne à son hôtel et trouve Epiphany à sa porte. Il l'invite dans sa chambre, où ils ont une relation sexuelle agressive, pendant laquelle Harry a des visions de sang coulant du plafond et éclaboussant autour de la pièce. Il affrontera ensuite Krusemark dans une cabane à gombo, où ce dernier révèle que c'est lui et Margaret qui ont aidé Johnny à quitter l'hôpital. Il explique également que Johnny était en fait un puissant sorcier qui a vendu son âme à Satan en échange de la célébrité, mais qui a ensuite tenté de tromper le diable. Il apprend à Harry l'histoire : en 1943, Johnny kidnappe un jeune soldat, rencontré à Times Square, exécute sur lui un rituel satanique censé lui permettre d'assumer son identité et de se cacher du diable. Or, Johnny, sous sa nouvelle identité, se retrouve engagé dans la guerre, dont il revient blessé et amnésique. Dans l'espoir de l'aider à retrouver la mémoire, les Krusemark emmènent Johnny à Times Square.
À l'écoute de cette histoire, Harry a de nouveau des visions, court dans la salle de bains. Lorsqu'il revient vers Krusemark, celui-ci est noyé dans un chaudron de gombo bouillant. Harry se rend chez Margaret où il trouve un vase contenant un indice sur la véritable identité de Johnny : une série de plaques d'identité militaires portant le nom de Harry. Il comprend alors qu'il n'est autre que Johnny Favorite, vivant depuis son retour de la guerre sur une vie volée pour échapper au diable. Cyphre apparaît alors et Harry en déduit que « Louis Cyphre » est un « calembour à trois sous », jouant sur une paronomase avec Lucifer. Cyphre confirme qu'il est le diable et proclame qu'il peut enfin revendiquer l'âme immortelle de Johnny. Angel comprend, dans une série de visions induites par Cyphre, qu'il a lui-même assassiné Fowler, Toots, Margaret, Ethan et Epiphany.
Harry, frénétique, retourne dans sa chambre d'hôtel, où la police a découvert qu'Epiphany a été violée et assassinée et porte la plaque militaire au nom de Harold S. Angel. Quand Harry révèle qu'Epiphany est sa fille, un des deux inspecteurs lui dit qu'il « brûlera » pour ce qu'il lui a fait, ce à quoi Harry répond : « Je sais. En enfer ». Avant le générique de fin, les yeux du bébé changent de couleur comme ceux de Cyphre dans la scène précédente. Pendant le générique de fin, on voit Harry debout dans un ascenseur en fer qui descend lentement sans s'arrêter. Lorsque l'écran s'efface, on entend Cyphre qui murmure « Harry » et « Johnny », signifiant qu'il prend ainsi possession de leur âme.
L’apparition de Lucifer, que l'on soupçonne depuis le début, et le sang, omniprésent, renvoie au film fantastique. L'atmosphère est cependant celle du film noir. Le thème du double et le rôle du destin le range prioritairement dans cette dernière catégorie.