El acaudalado industrial Phillip Colbert se traslada a Sparta, Mississippi, para construir una fábrica. Una noche, el policía Sam Wood descubre el cuerpo asesinado de Colbert tirado en la calle. Wood encuentra a Virgil Tibbs, un hombre negro con una gran cartera, en la estación de tren y lo detiene. El jefe de policía Gillespie le acusa de asesinato y robo, pero pronto se entera de que Tibbs es un importante inspector de homicidios de Filadelfia. Tibbs quiere abandonar la ciudad en el próximo tren, pero su jefe le sugiere que se quede en Sparta para ayudar en la investigación del asesinato. Aunque Gillespie, como muchos de los residentes blancos de Sparta, es racista, él y Tibbs aceptan a regañadientes trabajar juntos.

Un médico calcula que Colbert llevaba menos de una hora muerto cuando se encontró su cuerpo. Tibbs examina el cuerpo y concluye que el asesinato ocurrió antes de lo que el médico pensaba, que el asesino era diestro y que la víctima había sido asesinada en otro lugar y trasladada al lugar donde Wood encontró su cuerpo.

Gillespie detiene a otro sospechoso, Harvey Oberst, que protesta por su inocencia. La policía planea golpearle para sacarle una confesión, pero Tibbs revela que Oberst es zurdo y tiene testigos que confirman su coartada. Frustrada por la ineptitud de la policía local pero impresionada por Tibbs, la viuda de Colbert amenaza con detener la construcción de la fábrica a menos que Tibbs dirija la investigación, por lo que los principales ciudadanos de la ciudad se ven obligados a cumplir su demanda.

En un principio, Tibbs sospecha que el asesino es el propietario de la plantación, Endicott, un gentil racista y uno de los ciudadanos más poderosos del pueblo, que se opuso públicamente a la nueva fábrica de Colbert. Cuando Tibbs lo interroga, Endicott le da una bofetada. Tibbs le devuelve la bofetada, por lo que Endicott envía a una banda de matones a por él. Gillespie lo rescata y le dice que abandone la ciudad para salvarse, pero Tibbs está convencido de que puede resolver el caso.

Tibbs pide a Wood que vuelva a trazar la ruta de su coche patrulla durante la noche del asesinato; Gillespie se une a ellos. Después de cuestionar por qué Wood se desvía parcialmente de su ruta de patrulla, Tibbs descubre que a Wood le gusta pasar por la casa de Delores Purdy, de 16 años, con sus luces brillantes y sus ventanas despejadas, para verla desnudarse. Gillespie descubre que Wood hizo un depósito considerable en su cuenta bancaria el día después del asesinato. Detiene a Wood, a pesar de las protestas de Tibbs de que no es el asesino. Tibbs le dice a Gillespie que el asesinato se cometió en el lugar donde se planeaba construir la fábrica, lo que exculpa a Wood porque no podría haber conducido sus coches y los de Colbert de vuelta a la ciudad.

El hermano de Delores, el Sr. Purdy, un lugareño hostil, la lleva a la comisaría y presenta cargos de estupro contra Wood por haberla dejado embarazada. Cuando Tibbs insiste en estar presente durante el interrogatorio de Delores, Purdy se ofende porque un hombre negro esté presente durante su interrogatorio y poco después reúne a una turba para atacar a Tibbs.

Tibbs presiona a la abortista Mama Caleba para que revele que está a punto de practicar un aborto a Delores. Cuando llega y ve a Tibbs, Delores huye. Tibbs la sigue y se enfrenta a su novio armado, Ralph, un cocinero de un restaurante local de carretera. La mafia de Purdy también llega y retiene a Tibbs a punta de pistola.

Tibbs le dice a Purdy que busque en el bolso de Delores el dinero que Ralph le dio para un aborto, que obtuvo al matar y robar a Colbert. Purdy se da cuenta de que Tibbs tiene razón cuando examina el bolso. Después de que Purdy se enfrente a él por haber dejado embarazada a su hermana, Ralph mata a Purdy de un disparo. Tibbs coge la pistola de Ralph mientras Gillespie llega a la escena. Ralph es arrestado y confiesa el asesinato de Colbert. Después de hacer autostop con Colbert y pedirle un trabajo, Ralph le atacó en la obra de la nueva fábrica, con la única intención de dejar inconsciente a Colbert y robarle, pero en lugar de eso lo mató accidentalmente.

Tibbs sube a un tren con destino a Filadelfia, mientras Gillespie, que ha llevado su maleta, se despide respetuosamente de él.