Depuis le mois de juin, la psychose règne dans les rues de Montmartre. Au commissariat, une triste galerie de cinq photos de femmes assassinées par le même procédé absorbe le commissaire Maigret, qui doit impérativement trouver le tueur en série qui sévit dans les rues du quartier. À l'écoute des théories du professeur Tissot, un aliéniste de l'hôpital Sainte-Anne, Maigret imagine un plan pour faire «sortir le loup du bois» : il organise le simulacre d'une arrestation afin de pousser l'assassin à se manifester. Avec douze femmes auxiliaires de police rodées aux techniques d'autodéfense et 200 inspecteurs en civil dans les rues de Montmartre, Maigret tend un piège au tueur