Paris, 1888. la petite pétronille, âgée de six ans, découvre avec émerveillement la ville lumière. elle vit dans le maquis de montmartre dans une famille d'accueil, les roublot. couple de crapules, ceux-ci enseignent à la petite fille les bases du cambriolage. la nuit, ils l'obligent à s'introduire dans des maisons bourgeoises et, le jour, ils la laissent livrée à elle-même. en explorant le quartier, pétronille fait la connaissance de trois jeunes garçons : évariste, félix et eustache. ces derniers, un peu plus âgés qu'elle, font des acrobaties et du jonglage au son de l'orgue avant d'en appeler à la générosité des badauds. fascinée, pétronille sympathise avec eux. un jour, elle apprend que les roublot et trois truands du quartier préparent un mauvais coup : ils projettent de voler à un inventeur, le professeur pipolet, les plans d'une machine qu'il veut vendre à un jeune industriel. comprenant que les bandits ont l'intention de supprimer l'inventeur après l'avoir dépouillé, elle décide de faire appel à ses nouveaux amis pour empêcher ce crime d'avoir lieu...