İkinci Dünya Savaşı sonrasının yoksul Roma’sında, uzun süredir işsiz olan Antonio Ricci, nihayet bir iş bulur: Şehrin duvarlarına film afişleri yapıştırmak. Ancak bu iş için bir bisiklete ihtiyacı vardır.

Ailesinin son çeyiz eşyalarını rehin vererek bisikletini geri alan Antonio, işe başladığı ilk gün bisikletinin çalınmasıyla büyük bir yıkıma uğrar. Polisin ilgisizliği karşısında çaresiz kalan Antonio, sekiz yaşındaki oğlu Bruno’yu da yanına alarak hırsızın peşine düşer.

Baba ve oğul, Roma’nın arka sokaklarında, pazarlarında ve kenar mahallelerinde bisikletlerini aramaya başlarlar. Bu arayış, onları hem şehrin karanlık yüzüyle hem de kendi umutsuzluklarıyla yüzleştirir.

Antonio’nun giderek artan öfkesi ve çaresizliği, onu ahlaki sınırların eşiğine getirir. Küçük Bruno ise babasının gözünde düşen bu onur mücadelesine tanıklık ederken, masumiyetini kaybetme tehlikesiyle karşı karşıya kalır.

Film, bir bisikletin peşinde koşan bir babanın dramı üzerinden, yoksulluğun insanı nasıl bir kıyıma sürüklediğini sarsıcı bir gerçekçilikle anlatır.