Fantômas enlève le professeur Marchand, un célèbre savant, pour s'approprier son invention : le rayon télépathique permettant de contrôler la pensée humaine. Cette invention lui permettra de dominer le monde entier. Mais dès la nouvelle tombée, Fantômas est immédiatement soupçonné par les journalistes. Lors d'une conférence de presse, le professeur Lefebvre dit que, sans les résultats de ses propres expériences en cours, Fantômas ne peut aboutir à réaliser son arme. C'est ainsi que pour piéger Fantômas, le journaliste Fandor prend la place du professeur Lefebvre lors d'un congrès scientifique qui se tient à Rome. Fandor, sa fiancée Hélène, le commissaire Juve et ses subordonnés prennent un train de nuit pour l'Italie croyant que Fantômas tombera entre leurs mains. Malheureusement ce dernier s'est également déguisé en professeur Lefebvre et la confusion est totale.