Un jeune homme, Ivan Shorin, dont le diminutif est Vanya, matelot du croiseur « Aurora », profite de sa première permission pour se rendre avec ses camarades en ville à la Maison du peuple, lieu de « mille et un divertissements » : montagnes russes, spectacles, dont celui de « la roue diabolique ». Ivan, venu d’un village, n’a jamais rien vu de pareil. Tout l’attire. Il est appelé à participer à un numéro de prestidigitation : « l’homme-question ». Le prestidigitateur fait apparaître comme par magie des objets, et notamment la Carte d’adhérent à « L’union de la jeunesse des communistes russes » qui se trouve dans les poches du matelot. Scène subversive : il la déchire minutieusement, provoquant l’indignation de Shorin et du public ! (Depuis les années 20, pendant l’époque soviétique, une telle manifestation antisociale était strictement condamnée par les autorités.) Mais il les rassure en rendant à Ivan sa carte intacte par un tour de passe-passe.
Sur les montagnes russes Ivan rencontre une jeune fille, Valya, qui, à l’insu de son père, est venue elle aussi à la Maison du peuple pour s’amuser. Ils tombent amoureux.
Fasciné par les divertissements et sa nouvelle amie, Vanya perd la tête. Il ne résiste pas au désir de faire un tour sur « la roue diabolique ». « La roue diabolique » désigne une attraction qui consiste en une grande plateforme circulaire tournant de plus en plus vite et empêchant ceux qui y sont montés de s’y maintenir. Elle symbolise en l’occurrence l’ivresse d’un plaisir qui tourne mal et fait glisser vers la chute. Le propos du film, de nature moraliste, montre en effet comment un enchaînement de circonstances peut facilement produire l’égarement et comment l’individu pris dans ce piège doit alors mobiliser sa clairvoyance et sa volonté pour retrouver le droit chemin.
Vanya oublie le temps qui passe. La roue devient le cadran de l’horloge qui tourne trop vite. En fin du compte, il rate le départ de son bateau, qui est parti pour un long voyage à l'étranger.
Le matin, Ivan raccompagne Valya chez elle. Le père de Valya la repousse et se met à la battre pour sa désobéissance. Ivan tente de la protéger. Le père chasse Valya de la maison.
Se retrouvant sur un banc dans un jardin public, Vanya et Valya font la connaissance de deux hommes. Ce sont des artistes de la Maison du peuple : l’homme-question et le clown Koko. Ils sont de mauvaise humeur car leurs numéros viennent d’être retirés de l’affiche. Ils sont exclus de l’Union des artistes pour leurs "activités antisociales".
Après avoir écouté l'histoire des mésaventures de Vanya et de Valya, les anciens artistes leur proposent leur aide.
Les jeunes gens ne se rendent pas immédiatement compte qu'ils sont tombés entre les mains de bandits, qui les entraînent dans la vie pervertie de la pègre. Finalement les escrocs les rendent complices de vol et du meurtre d'un horloger.
Comprenant sa situation, Ivan reproche à Valya d’en être la cause. Les jeunes gens se querellent. Vanya tente de noyer son chagrin dans l’alcool. Sa déchéance l'oppresse.
Il est violemment agressé dans la rue. Valya vient à son aide.
Ayant à peine repris conscience, Vanya fausse compagnie aux bandits et quitte Valya.
Dans le même temps, la police attaque le repaire des bandits. L’homme-question fait exploser la maison délabrée où il se trouve et meurt sous ses ruines. Ses acolytes sont tués ou se rendent aux autorités.
Ivan retourne sur son croiseur pour se livrer au jugement de sa hiérarchie et de ses camarades. Il est sermonné mais se voit réhabilité et peut retourner à la vie normale.
