Rom nach Ende des Zweiten Weltkrieges: In der italienischen Hauptstadt herrschen keine rosigen Zeiten. Unzählige Männer sind vergeblich auf der Suche nach Arbeit. Doch Antonio Ricci hat Glück: Sofort könnte er eine Stelle als Plakatkleber antreten. Die Stelle ist gut, bei der Stadt, allerdings braucht er dafür ein eigenes Fahrrad. Um sich dieses leisten zu können, gibt er gemeinsam mit seiner Ehefrau Maria die letzte Habe der Familie in Zahlung.

Voller Stolz und Freude beginnt Antonio seinen ersten Arbeitstag, als ihm das Fahrrad plötzlich gestohlen wird. Blitzartig nimmt er die Verfolgung des Diebes auf, doch dieser kann entwischen. Nachdem er aussichtslos zur Polizei gegangen ist, um den Diebstahl zu melden, versteht er, dass ihm nur eine Möglichkeit übrig bleibt: sich auf die Suche nach dem Fahrrad zu machen.

In der Morgendämmerung, zusammen mit seinem Sohn Bruno, der in einer Tankstelle arbeitet, und einem Parteikameraden, sucht er sein Fahrrad zuerst an der Piazza Vittorio Emanuele II und dann an der Porta Portese, wo gebrauchte und oft auch gestohlene Gegenstände normalerweise weiterverkauft werden.

Aber er kann nichts tun: Das Fahrrad, wahrscheinlich jetzt in viele Teilen zerstückelt, ist nicht zu finden. Gemeinsam mit seinem Sohn Bruno macht sich Antonio weiter auf die verzweifelte Suche nach dem Dieb seines Fahrrads.