Lasse og Maja bor i den lille byen Valleby. Når de ikke går på skolen driver de detektivbyrået sitt, LasseMajas Detektivbyrå. I denne filmen blir vi med på deres vanskeligste og farligste oppdrag noensinne. Bli med...hvis dere tør!

En dag finner Lasse og Maja en mystisk bok om byens grunnlegger. Samtidig slipper den beryktede forbryteren Conny Kameleon ut av fengsel og merkelige ting begynner å skje i Valleby. En dødningsskalle står i sentrum for en rekke mistenkelige hendelser. De to vennene går løs på sin hittil vanskeligste sak. Hevnlyst og avanserte forkledninger gjør det vanskelig for våre to helter. De blir nødt til å bruke all sin kløkt for å løse saken.