Un hold-up a été commis en plein désert tunisien ! Théo, Max et Freddy ont volé la paie des ouvriers de la mine de phosphate, et ont laissé sur place de faux indices pour faire accuser un Touareg. Mais Poly a tout vu ! Le poney va aider ses jeunes amis, Mustapha, Victor et Nathalie, à mener l'enquête…

Mustapha, Victor et Nathalie partent à dos de chameau à la recherche du camion disparu. Le poney découvre le bijou que les voleurs ont abandonné pour détourner les soupçons sur les Touaregs. Les enfants le dissimulent, car il appartient justement au père de Mustapha.

La police continue son enquête sur le vol de la paie. Théo et le convoyeur sont à l'infirmerie. Quand Théo sort, Poly le mord. Ce qui éveille les soupçons de Nathalie... Mais Le père de Mustapha est accusé du vol !

Les enfants surveillent l'enquête de loin. L'inspecteur Ben Arfa se prépare à aller interroger la famille de Mustapha. En traversant le marché, Poly reconnait les complices de Théo. Le poney casse les poteries présentes sur l'étalage !

Poly suit Max et découvre ainsi la maison des voleurs, mais le poney n'arrive pas à se faire comprendre de Victor ni de l'inspecteur Ben Arfa. Abdullah Daouri, le père de Mustapha n'a pas d'alibi et l'inspecteur l'arrête avec son fils aîné. Max et Théo se croient désormais à l'abri.

Victor, Mustapha et Poly rencontrent monsieur Fleur, le botaniste, à la recherche d'espèces rares dans le désert. Il se souvient avoir vu Abdullah avec son fils aîné dans le Djebel, le jour du hold-up. L'alibi du père de Mustapha est donc trouvé !

Max et Freddy tendent une embuscade à monsieur Fleur et l'enlèvent pour l'empêcher de témoigner en faveur du père de Mustapha.

Poly conduit les enfants à la maison des voleurs. Un des bandits parvient à s'enfuir. Chez monsieur Fleur, il s'empare d'un livre précieux, qui contient l'ancien secret de fabrication d'une poudre. Si elle est entre de mauvaises mains, cette poudre, à l'origine guérisseuse, pourrait s'avérer très dangereuse…

Freddy se rend chez son ami "La Fouine" avec le livre qu'il a dérobé à monsieur Fleur. Pendant ce temps, la joie règne au village, le père de Mustapha a été innocenté. Mais au milieu de la fête, Freddy et La Fouine, déguisés en policiers, emmènent monsieur Fleur.

Freddy et La Fouine espèrent obliger le vieux botaniste à leur révéler le secret du livre volé, en attirant Kerim, le chamelier, dans un piège. Mustapha et Victor cherchent à le prévenir. N'y parvenant pas, ils se rendent à la place de Kerim au rendez-vous donné par les deux bandits…

À Sidi-Bou-Saïd, Victor et Mustapha décident de demander l'aide d'Aziz, l'ami brocanteur de Kerim. Pendant ce temps, à Tunis, Kerim et l'inspecteur Ben Arfa poursuivent leur enquête.

Quand ils entrent chez le baron Tosca, Victor et Mustapha découvrent le sosie de Nathalie. En poursuivant Poly dans la propriété du baron, ils aperçoivent La Fouine en sa compagnie.

Sonia est la soeur jumelle disparue de Nathalie ! Monsieur Forestier retrouve sa fille avec une grande émotion. Nathalie et sa soeur font connaissance…