Arsene Lupin III percebe que o butim de seu mais recente roubo em um cassino consiste em "Bilhetes Góticos", notas falsificadas lendárias praticamente impossíveis de distinguir da moeda real. Com seu parceiro Daisuke Jigen, ele viaja para o pequeno país de Cagliostro para rastrear a origem dessas falsificações. Logo após chegar, eles resgatam uma jovem de uma perseguição de carro — ela é Clarisse d' Cagliostro, filha do falecido Duque d' Cagliostro. Ela está fugindo de um plano do Conde Cagliostro, que pretende assumir o controle do tesouro de sua família forçando-a a se casar.
Flertador nato, Lupin não gosta de ver uma garota em apuros e decide ajudar. Goemon Ishikawa XIII, Fujiko Mine e Kouichi Zenigata também se envolvem, cada um movido por suas próprias razões. Enquanto todos se reúnem no Castelo de Cagliostro, Lupin relembra sua visita ali dez anos antes, e as verdades ocultas do castelo começam a vir à tona.