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禁酒時代のシカゴのもぐり酒場。サキソフォンを吹いていたジョー（トニー・カーティス）と、バス・ヴァイオルを弾いていたジェリー（ジャック・レモン）は、酒場に警察の手入れが入って失職した。困った2人は新しい仕事場へ都落ちするため、ガレージに自動車を借りに出かける。ところがそのガレージで、彼らはギャングの殺人を目撃する。折からの聖ヴァレンタインの日を期して、2人がもと働いていた酒場の持ち主スパッツ・コロンボ（ジョージ・ラフト）が、もぐり営業を密告した男に機関銃弾をぶちこんだのである。逃げ出した2人は、コロンボ一味に狙われる身の上となった。生命の危険を感じた2人は、ジョーがジョセフィン、ジェリーがダフニと名を変えて、女装して女性オーケストラ一行にまぎれこみ、マイアミ演奏旅行に出発する。オーケストラの一員に、ウクレレ奏者の金髪娘シュガー（マリリン・モンロー）がいた。ジョーは一目でシュガーに惹かれたが、彼女は過去に6回もサキソフォン吹きとの恋愛に失敗し、今度は成金と結婚しようと狙っている娘だった。それに女を装う身の上では、求愛もできない。一方ジェリーのダフニは、マイアミで年輩の大金持の御曹子オスグッド3世（ジョー・E・ブラウン）に一目惚れされてしまう。そこで一計を案じ、ジョーは男の姿に戻って石油成金と偽り、シュガーをつれ出す。そしてジェリーの誘いで外出したオスグッド3世のヨットを使い、彼女と愛をささやくことに成功。2人の二重生活が進行中のそんなある日、ギャング達の集会がマイアミで開かれ、スパッツ・コロンボが一味をつれてオーケストラ一行と同じホテルにやってきた。びっくりした2人は、正体を見破られかけて逃げ出す仕度をする。ギャングの集会では、勢力拡張を計るコロンボが組織の怒りをかい、集会の席上で突然射殺される事件が起こる。そんな騒ぎのうちに、ジョーは実は自分は男だと打ち明けて、シュガーとともに安全なヨットに逃れる。ヨットに向かう途中、ジェリーもオスグッド3世に、自分が男である身の上を打ち明ける。しかしオスグッド3世は、平然として言った。「誰でも完全な人間なんてありはしない」と。