サハラ砂漠に消息を絶った宣教師の父の夢を実現するためフランス人ポール（ロッサノ・ブラッツィ）がスーダンの町へやって来た。ふと知合った女ディタ（ソフィア・ローレン）は男から男へ渡り歩く女だったが、ポールから神の教えを説かれ、自分を人間として扱ってくれるポールに離れ難い思いを抱くようになった。案内人ジョー（ジョン・ウェイン）と共に奥地へ出発したポールに、ディタが追いつき、同行したいと頼んだ。食糧は2人分しかなく、ディタが行くなら自分は町へ帰るといい張るジョーに、ポールは旅の本当の目的を話した。それは、かつて栄えた伝説の町の秘密を父が知り、そこにあるという財宝を探るためだった。財宝が出たら1/3を与えると約束してジョーをなだめ、3人の旅が始まった。困難な旅を重ねる間、粗野なジョーが嫌がるディタを抱こうとしてポールに妨げられる一幕もあった。皆の気が立って来て、ジョーはポールの夢をあざけった。ある日、やっと父の言葉通り"失われた町"を発見、廃墟の広間らしいところに父の白骨化した死骸を見つけた。その傍らに1冊の聖書があり、やや離れて抱きあったままの男女が同じように白骨化していた。女の手提から発見された父の手紙から、女は父の愛人だったがガイドと恋に陥ち、そのもつれで3人とも死に至ったことが判明した。偶像のように父を崇めてきたポールの幻滅は大きく、酒を飲んで自暴自棄になっていった。聖書の頁のヒントから財宝のありかをつきとめた彼は、ジョーにそれを盗まれはしないかと疑うようになり、人格一変したあげくその宝石でディタを釣り、わがものにしようとさえした。あやうくジョーに助けられたディタは、ポールはまた自分の憎んで来た男の1人だったのを覚って呆然となった。翌朝ポールはロバや食糧を奪って出発してしまった。ジョーはディタをはげまして歩き出す、途中、力つきて倒れているポールを発見、まず水を探そうと付近を掘りはじめた。その後から「俺は殺される」とうわごとのようには呟きながら短剣でうちかかるポールの姿を見て、ディタのピストルが鳴り、ポールは倒れた。ディタとジョーの心はかよい合った。遠く隊商の列に向い、ディタは着物を振りつづけた。