Москва, 1978 год, канун Олимпийских игр. Старшему лейтенанту и дипломированному психологу Полине Новгородцевой неожиданно поручают новое деликатное дело: заместитель председателя райисполкома Елена Сергеевна Марченко пыталась покончить с собой из-за того, что соблазнивший ее мужчина обманным путем выманил государственные деньги и исчез. Это не единичный случай, есть подозрение, что на территории СССР действует брачный аферист. Новгородцева и оперуполномоченный по особо важным делам – капитан Сергей Шмаков, начинают расследование. Тем временем злоумышленник, прозванный оперативниками «Казановой», едет на поезде в Тбилиси. При помощи грима, одежды и других хитроумных уловок Казанова меняет внешность и завлекает в свои сети заведующую вагоном-рестораном Розу Каладзе. В Тбилиси он планирует провернуть аферу с продажей квартиры, а затем отправиться в Ереван…

Казанова в Ереване, и присматривается к новой «жертве» - главному экономисту завода «Каназ» Наталье Петровне Баркиной. Оперуполномоченный по особо важным делам Шмаков и старший лейтенант Новгородцева идут по его следам и приезжают на место последнего преступления, в Тбилиси. Чтобы произвести впечатление на Баркину, Казанова вклеивает свою фотографию в украденное удостоверение полковника, а затем покупает новую, с иголочки, военную форму. На банкете в честь юбилея завода он приглашает Наталью Петровну на танец. Но вот незадача: она замужем! Казанова ухаживает тонко, но настойчиво, ищет слабые места, и вот уже сердце Баркиной готово растаять. Новгородцева и Шмаков никак не могут найти общий язык, каждый пытается действовать самостоятельно.

Казанова переезжает в Сочи. Он намечает новую цель в лице Екатерины Львовны Иорданской, богатой вдовы партийного деятеля и, по совместительству, заместителю председателя горисполкома. Иорданская мечтает встретить новую любовь и часто ходит в церковь молиться об удачном замужестве. На этот раз, Казанова перевоплощается сразу в двух разных персонажей – священника, отца Феофана, и туриста из Москвы. А помогает ему в этом его подельница Элла. Шмаков и Новгородцева прибывают в Ереван. Они пытаются притереться друг к другу и работать сообща. Элла возвращается домой и чуть не сталкивается с милиционерами и Новгородцевой. Элла спасается бегством, Новгородцева преследует её, и получает удар…

В кабинете начальника Отдела по борьбе с хищениями личного имущества граждан следователи рассматривают фальшивые удостоверения, найденные в квартире Эллы, и её фотографии. Подполковник Бескрылов приказывает подготовить ориентировку и начать поиски беглянки. Из Сочи приходит телеграмма: похоже, там совершена новая афера. Шмаков и Новгородцева направляются туда. К их удивлению, жертва афериста – Екатерина Львовна Иорданская, изъявляет желание забрать заявление. А Казанова тем временем уже в Ялте. Представившись сотрудником КГБ, он приходит к председателю «Крымпотребсоюза» Елене Петровой с проверкой…

Шмаков и Новгородцева совещаются в кабинете у Бескрылова, они решают заняться театрами Москвы и Союза, поднять личные дела артистов и выбрать похожих на предполагаемого афериста. Казанова встречается с Эллой и рассказывает ей о новой потенциальной жертве: искусствоведе Розе Львовне Слонимской. Внешне она – «серая мышь», но, по слухам, проворачивает большие деньги. Зайдя домой, Новгородцева слышит смех и громкие голоса с кухни. Это её мать пьет чай вместе с новым знакомым, который помог ей в магазине. Иван Андреевич - геолог из Новосибирска и душа компании. Новгородцева невольно проникается энергией и обаянием гостя и соглашается показать ему город…

Элла следит за Казановой и видит его на улице с другой женщиной. Полина предлагает своему новому возлюбленному, геологу Ивану, пожить вместе в квартире уехавшей соседки. Новгородцева рассказывает, что улетает в командировку в город Южный, где будет искать одного преступника. Иван предлагает поехать с ней. Следствие объявляет подозрительного Апрельцева в розыск. Элла и Казанова пересчитывают украденное: им нужны средства, чтобы уехать за границу. На следующий день он отправляется на Пленум ВЦСПС, где представляется делегатом от Белорусской республики и выбирает новую «жертву». Ею становится директор колхозного рынка из Ростова-на-Дону Лариса Погосян

Подполковник Бескрылов сообщает, что Казанова снова объявился, на этот раз - в Ростове-на-Дону. Казанова встречается с Эллой и пытается уговорить её еще на одно дело. Но она хочет «завязать» прямо сейчас. Они договариваются добраться до границы с Финляндией через Выборг разными поездами. В поезде Казанова знакомится с группой народных артистов и известным режиссером. Он решает сделать остановку в Пскове и напоследок провернуть еще одно дельце. Его новая «жертва» - молодая актриса провинциального театра, и по совместительству - дочь директора завода, Анастасия Васькова. Новгородцеву начинают терзать смутные сомнения относительно её нового возлюбленного…

Побег не задается. Казанова решает, что им с Эллой нужно разделиться, и едет на попутке в Выборг. Подполковник Бескрылов очень недоволен: результатов нет, Казанова не найден, ограбленный директор завода из Пскова пожаловался руководству, и им дают две недели на то, чтобы появились хоть какие-то результаты. Шмаков и Новгородцева едут в Псков. Шмаков понимает, что с Новгородцевой что-то происходит. Казанова по наводке приезжает в Ленинград и, представившись поэтом, внедряется в круги прогрессивных творческих людей. Ему необходимо, во что бы то ни стало найти возможность уехать за границу. На квартирнике он знакомится с дочерью шведского консула Ингрид и снова делает «ставку» на свое обаяние, перед которым пока не устояла ни одна женщина…