Zazie, une enfant de douze ans aux manières délurées, arrive de sa province, impatiente de connaître le métro parisien. Son oncle Gabriel l'attend à la gare et, à la grande déception de Zazie, lui annonce que le métro est fermé pour cause de grève et la jette directement dans un taxi conduit par son ami Charles : direction le café Turandot, au-dessus duquel il vit. Là, Zazie fait la connaissance de Marceline, la femme de Gabriel, et de divers personnages du café : Turandot, le tenancier, Mado P'tits-Pieds, la serveuse... Le lendemain, Zazie s'enfuit avec l'intention de découvrir le métro et découvre le marché aux puces, en compagnie d'un étrange personnage qui la ramène chez Gabriel, qui se fait tour à tour passer pour un commerçant et pour un policier, et qui change de nom au fil de l'histoire (Trouscaillon, Aroun Arachide, etc.).
Gabriel emmène ensuite Zazie découvrir la tour Eiffel. Aux pieds de celle-ci, Gabriel est embarqué par un groupe de touristes étrangers qui le prennent pour un guide. Zazie, accompagnée de Trouscaillon et d'une femme rencontrée par hasard (la veuve Mouaque), finit par retrouver son oncle. Ce dernier invite alors le groupe de touristes puis l'ensemble de ses amis à assister au numéro de « danseuse » dans le cabaret homosexuel pour lequel il travaille. Entre-temps, Charles déclare sa flamme à Mado, puis Trouscaillon essaie de violer Marceline, qui s'enfuit.
Durant la nuit qui suit le spectacle de Gabriel, les personnages finissent par dévoiler l'identité multiple et ambiguë de Trouscaillon et s'en vont manger dans un bar, que des forces armées, dirigées par Trouscaillon (alors nommé Aroun Arachide), encerclent. Outre la veuve Mouaque qui meurt sous les balles, les personnages s'enfuient par les souterrains puis par les conduits du métro grâce à Marceline (devenue Marcel), alors que Zazie s'est endormie dans les bras de Gabriel. Au petit matin, Zazie est rendue à sa mère et elle reprend le train sans avoir vu les couloirs du métro.

Le