Arsène Lupin III se da cuenta de que el botín de su más reciente atraco en un casino consiste en «Billetes Góticos», legendarias falsificaciones virtualmente imposibles de diferenciar de la moneda real. Con su compañero Daisuke Jigen, viaja al diminuto país de Cagliostro para rastrear el origen de estas falsificaciones. Poco después de llegar, rescatan a una joven de una persecución automovilística: es Clarisse d'Cagliostro, hija del fallecido duque d'Cagliostro. Huye de un plan del conde Cagliostro, quien pretende apoderarse del tesoro de su familia forzándola a casarse.
Coqueto por naturaleza, a Lupin no le gusta ver a una chica en apuros y decide ayudarla. Goemon Ishikawa XIII, Fujiko Mine y Kouichi Zenigata también se involucran, cada uno impulsado por sus propias razones. Mientras todos se reúnen en el Castillo de Cagliostro, Lupin recuerda su visita allí diez años atrás, y las verdades ocultas del castillo comienzan a salir a la luz.