Quel est le mystérieux voleur qui, sans laisser de traces, pénètre dans tous les châteaux de la région pour y dérober de précieux documents ? Appartient-il à la dangereuse bande des Mains Vertes, ainsi nommée parce que ses membres portent des gants verts ?

Tout à fait par hasard, Roger, sa soeur Nelly et son cousin Toufou tomberont sur une piste qui les conduira à la fête foraine installée dans les environs, où ils retrouveront avec joie leur ami Sylvain et sa guenon Virginie.

Les quatre enfants se livreront alors à une passionnante enquête au cous de laquelle ils auront affaire à d'inquiétants personnages, en particulier au redoutable M. Tonnerre, le montreur d'éléphants, et à Gousta, le dresseur de chimpanzés.