Lambik heeft een nieuwe auto gekocht en gaat met zijn vrienden een ritje maken. Als tante Sidonia het stuur neemt, eindigt het ritje in een koprol. Suske en Wiske gaan terug naar huis en ontdekken dat Jerom verdwenen is: ze vinden een flesje chloroform en een afscheidsbriefje waarin hij vertelt dat hij genoeg heeft van afwassen. Tante Sidonia vertelt dat Jerom helemaal niet kan schrijven en Wiske ontdekt dat er een film is gemaakt. De film wordt ontwikkeld en de vrienden zien hoe Jerom in een tapijt wordt gewikkeld. Politie en leger worden ingeschakeld en de wegenwacht waarschuwt Lambik: er is iets ontdekt op de autoweg Antwerpen – Brussel. Een wegenwachter vertelt dat hij een rode sportwagen hielp en een vloerkleed in de kofferbak zag liggen, hij werd neergeslagen nadat hij de vrienden waarschuwde. De vrienden brengen de man naar een S.O.S.-post en vinden de verongelukte sportwagen. Ze volgen een man door de weilanden maar kunnen niet voorkomen dat hij met Jerom in een helikopter verdwijnt. Lambik gaat naar Pats' Poppenspel en de kinderen vragen hem om een truc voor hem te doen; een geheimzinnige man ziet dit en vraagt na de voorstelling of Lambik iets wil drinken. De man vertelt dat hij de baron van het circus is en wil graag dat Lambik als clown komt werken. Lambik tekent een voorlopig contract en gaat naar circus Fantasar. Hij wordt naar de wagen van de directeur gebracht en hoort dat hij de Onzichtbare wordt genoemd. Lambik belt tante Sidonia, maar zij is kwaad omdat hij niet langer helpt om Jerom te zoeken. Lambik herkent een handschoen die hij op de film van de ontvoering gezien heeft.

Lambik ontmoet de ringmeester en wordt naar een woonwagen gebracht; hij ziet een geheimzinnige zwarte wagen met een schoorsteen die de lucht in gaat. Lambik ziet dat de schoorsteen later weer zakt en gaat op onderzoek maar een tijger houdt hem tegen. Lambik ziet dat tijger Radja door een geheimzinnige man wordt opgesloten en wordt de chauffeur van de zwarte wagen. Lambik stopt met de wagen en wil kijken wat er in verborgen is; de directeur ontdekt dat de wagen stilstaat en waarschuwt helikopter X37. Radja wordt met een parachute neergelaten en voorkomt dat Lambik in de wagen komt. De ringmeester vertelt dat de inhoud van de wagen geheim moet blijven en Lambik moet in een andere auto rijden. Lambik heeft de helikopter herkend en denkt dat Jerom in de zwarte wagen is opgesloten. Hij waarschuwt zijn vrienden en vraagt wie de geheimzinnige directeur van het circus is. De ringmeester vertelt dat hij vroeger acrobaat was, maar na een ongeluk nu kreupel is en daarom mag niemand hem zien. De zwarte wagen wordt omschreven als een radiozender, waarbij de schoorsteen dienst doet als antenne en hiermee contact wordt gehouden met andere circussen. Suske, Wiske en tante Sidonia komen bij het circus en Lambik meldt dat hij zich heeft vergist, maar dan spreekt Schanulleke. Het popje zegt dat de ringmeester niet te vertrouwen is en Suske ziet een man weglopen bij de wagen. Hij ziet dat het een buikspreker is en hij hoort dat de man wil vluchten, maar de man wordt neergeschoten in zijn wagen voordat hij kan vertellen wat er aan de hand is. Suske stormt naar buiten, maar de ringmeester vertelt dat de buikspreker 's ochtends al vertrokken is en de wagen helemaal leeg is. Hij ziet een bord in de menigte met “stilte” en besluit verder niks meer te zeggen. Suske vraagt of hij met tante Sidonia en Wiske in het circus kan komen werken en hij moet zich melden bij de directeur.

Suske en Wiske worden acrobaten en Lambik besluit op onderzoek te gaan bij de zwarte wagen tijdens de act van Radja. Hij trapt in een valkuil en komt zo bij de leeuwenact terecht; Tazzan sluit hem in de kooi op maar Lambik kan de leeuwen temmen. Tante Sidonia treedt op als levende maanraket en wordt afgeschoten, komt veilig terecht maar is woedend dat Suske en Wiske haar niet hebben gewaarschuwd over de aard van de act. Suske en Wiske verstoppen zich in het bakje van Jumbo wanneer de olifant de zwarte wagen moet verplaatsen. De kinderen klimmen op het dak en zien de schoorsteen omhoog komen. De ringmeester vertrekt en Suske en Wiske zien twee apen uit de wagen komen; ze ontdekken dat je met een hefboom een geheime deur kan openen. De kinderen waarschuwen tante Sidonia en Lambik en de vrienden willen de politie waarschuwen. De ringmeester vindt in de circustent een pakje en daar zit een Suske en Wiske-album in; hij waarschuwt de directeur dat de vrienden van Jerom bij het circus aanwezig zijn. Roberto, de goochelaar, geeft Lambik een briefje en waarschuwt hiermee de vrienden. De ringmeester wil de act van Suske en Wiske saboteren maar tante Sidonia hoort dit en laat zich afschieten. De vrienden kunnen ontsnappen, maar worden door de helikopter gevonden. De vrienden bereiken een rijkswachtpost, maar dit blijkt een hinderlaag te zijn.

De vrienden worden teruggebracht naar het circus en de directeur vertelt dat het circus een dekmantel is maar niet al het personeel op de hoogte is. Jerom is gevangen en de vrienden zijn in de macht van de organisatie; de vrienden krijgen in het geheim een briefje toegestopt met de vraag tijd te rekken tot de nationale dienst ingegrepen heeft. Jerom is willoos door een serum en de vrienden moeten optreden tot de opdracht is voltooid: als ze trachten te ontsnappen zal Jerom gedood worden. De directeur wil niet vertellen wat er in de zwarte wagen gebeurt en Wiske schrijft een hulpkreet en laat dit met Schanulleke achter op de weg. Straathonden vinden Schanulleke en jongetjes zetten het popje in een klomp op het water die in een sluis terechtkomt. Roberto komt 's nachts ongemerkt in de wagen van de vrienden en vertelt dat er een tegenserum is voor Jerom maar hij wil niet dat de vrienden hem helpen met zijn plan. De directeur heeft ontdekt dat er nog een spion is, maar niemand weet wie het is en de mannen besluiten de vrienden om te brengen als de opdracht is voltooid. Een visser vindt Schanulleke en waarschuwt de politie; de helikopter ziet een politiemacht arriveren en waarschuwt het circus. Jack, de scherpschutter-artiest, wil Lambik doden tijdens zijn act maar Lambik heeft een magneet geplaatst en blijft ongedeerd. Lambik hoort dat de politie in aantocht is en tante Sidonia gaat op zoek naar Jerom. Ze komt bij de zwarte wagen en slaat Jack neer, maar Jerom is nog onder invloed van het serum en gooit haar naar buiten.

Lambik wordt in de wagen van de Onzichtbare ontdekt door Roberto die zelf Onzichtbare blijkt te zijn en hij vertelt zijn collega’s dat Lambik hun wagens heeft gesaboteerd. Lambik kan Roberto verslaan maar ontdekt dat het serum is verdwenen. Tante Sidonia hoort dat Roberto bij de boeven hoort en ze rent met Lambik naar de act van Suske en Wiske omdat de trapezekettingen gesaboteerd blijken te zijn. Ze merkt niet dat ze een brandende lamp laat vallen. Tijdens de act breekt de ketting en het publiek gilt als Suske en Wiske vallen. De tent raakt in brand en het publiek vlucht weg, Lambik probeert het vuur te blussen maar gebruikt per ongeluk benzine. De dierentemmer bevrijdt de leeuwen, maar deze worden door een geheimzinnige neergeschoten voordat ze Lambik en tante Sidonia kunnen bezeren. De politie omsingelt het circus en iemand spuit Jerom in met het antiserum, waarna hij uit de zwarte wagen rent. Jerom redt Suske en Wiske van de mast en laat een olifant het vuur blussen. De boeven steken handgranaten aan in de zwarte wagen, maar dan wordt Roberto bedreigd met een pistool. Radja komt met Roberto naar buiten: het blijkt professor B. Rabbel, de buikspreker te zijn. Het is agent P. Akkeman van de Tegenspionage die de tijger kon onschadelijk maken en zich vermomde in zijn huid. Hij vertelt dat de zwarte wagen een boorinstallatie is waarmee ze naar petroleum zochten na berichten in de pers over mogelijke aanwezigheid ervan in de Kempen. Als ze petroleum hadden gevonden, zouden ze de gronden aankopen; Jerom moest de boorpijpen voor de proefboringen de grond in slaan omdat een motor te veel lawaai zou maken. Het nieuws wordt gedomineerd door berichten over het circus en de vrienden worden als getuige opgeroepen. De spionnen krijgen hun verdiende straf.
Thuis bekomend van het avontuur geloven ze niet dat Jerom de pijpen met één hand in de grond sloeg, en daarom demonstreert hij het kunstje met de schoorsteen van tante Sidonia.