L'investigatore privato Peter Gunn (Craig Stevens) viene assunto per provare la colpevolezza di Nick Fusco (Albert Paulsen), accusato dell'omicidio di un boss mafioso. Ma Fusco, che sa di essere innocente, impone all'investigatore di trovare il vero colpevole in sole 24 ore. Seconda incursione nel mistery da parte di Blake Edwards, dopo Operazione terrore (1962), la pellicola, seppur sia condita da toni leggeri e spiritosi, rinuncia ai caratteri parodistici tipici della poetica del regista e punta su personaggi più cupi, a cominciare da un protagonista che ha ben poco da spartire con Clouseau (celebre ispettore, imbranato e pasticcione, della saga della Pantera Rosa, firmata dallo stesso Edwards). Peter Gunn: 24 ore per l'assassino si configura come un malinconico omaggio ai classici polizieschi di Hollywood, senza però riuscire nel suo intento: l'operazione rivela ben presto un'evidente povertà di idee, nonostante il regista dimostri una certa confidenza con il genere. Il film si basa sull'omonima serie televisiva ideata e prodotta da Blake Edwards tra 1958 e il 1961.