Théo, Max et Freddy préparent un hold up : la paie des ouvriers de la mine de phosphates qui se trouve en plein désert. Théo transporte la paie dans son camion, celui-ci est détourné de la piste et s'ensable. Poly assiste au hold up. Les complices assomment Théo et laissent sur place un faux indice pour détourner d'eux les soupçons de la police. Poly revient à la mine et essaie de faire comprendre à ses petits amis qu'il s'est passé quelque chose.

​Les enfants décident de partir à dos de chameau à la recherche du camion, en suivant Poly qui a assisté au hold-up. Pendant ce temps, à bord de sa land rover monsieur Forestier cherche le camion de son côté. Poly retrouve le camion. La caisse qui contenait la paie des ouvriers a disparu. Poly découvre la médaille que les voleurs ont abandonnée pour détourner les soupçons sur les Touaregs. Les enfants dissimulent le bijou, car il appartient au père de l'un d'entre eux, Mustapha. Pendant ce temps, Max et Freddy cachent le butin. La police vient enquêter à la mine.

La police continue son enquête sur le vol de la paie. Les enfants dissimulent la médaille dans leur armoire à jouets en attendant de retrouver les coupables. Théo et le convoyeur sont à l'infirmerie. Quand Théo sort, Poly le mord, ce qui éveille les soupçons de Nathalie, la fille de monsieur Forestier. La police suspectant tout le monde, les ouvriers se révoltent. Il faudrait arrêter rapidement les voleurs. Théo entend les enfants parler de la médaille. Il fouille leur chambre, la retrouve et la remet à la police, tout en se contredisant dans ses déclarations. Il est arrêté pour complicité et le père de Mustapha est accusé du vol. Pour le défendre, Kerim le chamelier se rend au campement des Touaregs. On apprend que Sonia, la soeur jumelle de Nathalie a disparu dans un tremblement de terre au Pérou.

​Victor et Poly rendent visite à monsieur Fleur, le jardinier botaniste. Il confie à Victor un bouquet à livrer à l'hôtel de l'Oasis. En passant, Victor rencontre Nathalie. Les enfants surveillent l'enquête de loin. L'inspecteur Ben Arfa se prépare à aller interroger la famille de Mustapha. En traversant le marché, Poly reconnait les complices de Théo. Il casse les poteries de leur éventaire...

Poly suit Max et découvre ainsi la maison des voleurs, inquiets de l'attitude du petit cheval. Mais Poly n'arrive pas à se faire comprendre de Victor ni de l'inspecteur Ben Arfa. Avec Kerim et les deux garçons, l'inspecteur se rend au campement des Touaregs. Max demande à les accompagner. La caravane se met en marche. Abdullah Daouri, le père de Mustapha n'a pas d'alibi et l'inspecteur l'arrête avec son fils aîné. Max et Théo se croient désormais à l'abri. Kerim part dans le Djebel à la recherche de témoins afin de prouver l'innocence d'Abdullah. Poly a conduit en vain Victor et Mustapha à la maison de Max et Théo. Les deux enfants décident de rejoindre Kerim dans le Djebel...

Victor, Mustapha et Poly sont partis dans le Djebel. Ils recontrent monsieur Fleur à la recherche de fleurs rares dans le désert. Il se souvient avoir vu Abdullah et son fils aîné dans le Djebel le jour du hold up. Poly part aussitôt prévenir Kerim resté au village troglodyte. L'alibi d'Abdullah est trouvé : il n'était pas sur les lieux du hold up quand il a été commis. Tout le monde rentre en ville. Mais en apprenant qu'Abdullah va être innocenté, Max et Freddy décident de s'en prendre à monsieur Fleur, afin de l'empêcher de témoigner...

Max et Freddy envoient un message à monsieur Fleur lui demandant de livrer des fleurs à l'autre bout de la palmeraie. Ils lui tendent une embuscade et l'enlèvent. Poly suit le véhicule des bandits. Les enfants cherchent Poly. Après avoir été menacé, Monsieur Fleur est abandonné dans la montagne, sans ses lunettes. Poly le retrouve et le ramène en ville. Mais la route est longue, ils sont fatigués et ils ont soif. On attend impatiemment monsieur Fleur pour témoigner...

Poly et les trois enfants sont sur la piste des bandits. Le poney conduit les enfants à la maison des voleurs. Monsieur Fleur arrive, accompagné d'un groupe de villageois. Freddy, un des bandits parvient à s'enfuir et veut reprendre le butin là où il l'avait caché, mais les deux garçons surviennent et il prend peur. Monsieur Fleur, Victor, Mustapha et Poly sont à ses trousses et ils finissent par récupérer le butin. Freddy fuit dans le désert sur un chameau volé, mais auparavant, chez monsieur Fleur, il s'empare d'un livre très précieux. La paie des ouvriers est remise à la police. L'inspecteur Ben Arfa s'apprête à repartir pour Tunis. Grâce à Poly, monsieur Fleur s'aperçoit de la disparition du livre qui contient le très ancien secret de fabrication d'une poudre par un alchimiste musulman. En de mauvaises mains, cette poudre qui guérit, pourrait s'avérer être très dangereuse.

Freddy parvient à rejoindre la ville et se rend chez son ami La Fouine, avec le livre qu'il a dérobé à monsieur Fleur. Pendant ce temps, la joie règne au village. Dans la palmeraie, tout le monde est heureux, car le père de Mustapha a été innocenté. Kerim et Nadjia annoncent leur mariage. Mais au milieu de la fête, Freddy et La Fouine, déguisés en policiers, emmènent monsieur Fleur. Kerim et les enfants comprennent vite qu'il s'agit d'un coup monté. Malgré les efforts de Kerim et de Poly pour les arrêter, Freddy et Max parviennent à s'enfuir à bord d'un hélicoptère volé, en enlevant monsieur Fleur... Pour mener l'enquête avec l'inspecteur Ben Arfa, Kerim part pour Tunis.

On a retrouvé l'hélicoptère, mais pas monsieur Fleur. Pendant ce temps, Freddy et La Fouine espèrent obliger le vieux botaniste à leur révéler le secret du livre volé, en attirant Kerim dans un piège. Mustapha et Victor cherchent à prévenir Kerim qui est à Tunis. N'y parvenant pas, ils partent pour Tunis avec Poly. Chemin faisant, ils s'arrêtent à Sdi-Bou-Saïd afin de se rendre à la place de Kerim au rendez-vous donné par les deux bandits... La Fouine voit les enfants et le poney et donne l'alerte à Freddy. Poly retrouve la cave où est séquestré monsieur Fleur... Pour protéger Victor et Mustapha des bandits, monsieur Fleur, accepte de fabriquer la poudre, mais sa formule ne contient pas moins de 576 ingrédients... La Fouine a une idée : un ancien espion, le baron Tosca peut les aider à se les procurer...

A Sidi-Bou-Saïd, Victor et Mustapha décident de demander l'aide d'Aziz l'ami brocanteur de Kerim. Pendant ce temps à Tunis, Kerim et l'inspecteur Ben Arfa poursuivent leur enquête. Nadjia et Nathalie décident de partir à la recherche des garçons car Kerim leur apprend qu'ils ne sont jamais arrivés jusqu'à Tunis. Avec les enfants de Sidi-Bou-Saïd, Victor et Mustapha préparent un plan pour délivrer monsieur Fleur... Mais c'est un échec et les policiers viennent arrêter Aziz... Restés à la boutique de l'antiquaire, afin de lui rendre service, Mustapha et Victor accompagnés de Poly, décident d'aller apporter chez le baron Tosca une livraison en attente ...

Quand ils entrent chez le baron Tosca, Victor et Mustapha découvrent le sosie de Nathalie, Sonia. En poursuivant Poly dans la propriété du baron, ils aperçoivent La Fouine en sa compagnie : le baron est prêt à accueillir monsieur Fleur à condition qu'il puisse travailler librement à la fabrication de la poudre, mais La Fouine exige le secret et de l'argent. Victor et Mustapha mènent des investigations. Ils sont conviés à jouer avec Sonia, la filleule du baron. il a trouvé la fillette au Pérou quand elle était toute petite. Freddy et La Fouine conduisent monsieur Fleur chez le baron qui met à sa disposition un magnifique laboratoire. Les enfants retrouvent monsieur Fleur. Le vieux botaniste réussit à endormir Freddy chargé de le surveiller...

Sonia est la soeur jumelle de Nathalie. Poly va prévenir Kerim en lui portant un message et la police investit la maison du baron Tosca. Monsieur Forestier retrouve sa fille avec une grande émotion. Nathalie et sa soeur font connaissance. On célèbre le mariage de Kerim et Nadjia et tout le monde est heureux.