L'inafferrabile Fantomas continua a farsi beffe del commissario Juve proprio mentre questi e la Francia intera credono di averlo sconfitto per sempre. Il rapimento di due scienziati che lavorano ad un esperimento di manipolazione del cervello umano innesca una nuova, funambolica indagine che coinvolge, ancora una volta, il giornalista Fandor, la sua fidanzata Hélène, il suo fratellino Michou e il maldestro Juve, incapace di distinguere - tra una girandola di travestimenti, ricatti e scambi di persona - gli amici dai nemici. Assunta l'identità del professor Lefèvre, collega dei due ricercatori sequestrati e prossima vittima designata di Fantomas, Fandor progetta un piano per catturare il criminale, ma per una serie di circostanze è fatto prigionero insieme a Juve e al poliziotto Bertrand nel laboratorio avveniristico nascosto nelle viscere di un vulcano. I tre rischiano di far da cavia ad un folle trapianto di organi, ma riescono a liberarsi costringendo Fantomas alla fuga; quando, però, stanno per arrestarlo, il criminale si dilegua a bordo di una Citröen che si converte in aeroplano.

Dopo il successo di Fantomas 70, André Hunebelle firma un'altra divertente avventura avvalendosi di un collaudato e affidabilissimo cast e dosando, con intelligenza, parodia del fantaspionaggio, commedia brillante e azione. Rispetto al precedente film, la vicenda reca più marcata l'influenza delle avventure alla James Bond, ma tra le elaborate ambientazioni futuribili del laboratorio segreto e i fantasiosi gadget fantascientifici largamente distribuiti tra buoni e cattivi, emerge anche la connotazione più umana - e a tratti dolente - del formidabile personaggio di Fantomas, tratteggiato come un eroe negativo e solitario, di tradizione romantica, che si interroga più volte sul significato del male.

Il fascinoso Marais, l'ineguagliabile De Funès e l'affascinante Demongeot torneranno sullo schermo nel 1967 con Fantomas contro Scotland Yard, ancora diretti da André Hunebelle.