Calamity Jane (Doris Day) rider in i Deadwood, Dakota Territory som shotgun-ombud på diligensen. När hon skryter om hur farlig resan var genom Indian Territory skrattar männen åt hennes överdrivna berättelse. Överlevande från en indianattack rapporterar att mannen som Calamity har siktet inställt på, den amerikanske kavallerilöjtnanten Danny Gilmartin (Philip Carey), har dödats. När Calamity pressar de överlevande om hur Gilmartin dödades erkänner de att de inte riktigt vet om han är död. Calamity går in i ett läger för Sioux-krigare med sina sex skyttar i högsta hugg och räddar löjtnant Gilmartin.
Under tiden skickar den lokala saloonen, Golden Garter, efter vackra kvinnliga underhållare som ska uppträda på scenen i en stad med övervägande män. Saloonägaren blir förvånad när en kvinnlig underhållare som han anlitat visar sig vara en man vid namn Francis Fryer (Dick Wesson). Eftersom ägaren är rädd för upplopp övertalar han den motvillige Fryer att uppträda i drag. Han är till en början övertygande, men hans peruk faller av och avslöjar att han är en man. Den arga publiken börjar storma ut. Calamity lugnar ner situationen genom att lova att ta med sig den enda kvinna som alla männen frossar i: sångerskan Adelaid Adams (Gale Robbins), som befinner sig i Chicago. Francis Fryer säger till Calamity att Adams aldrig skulle gå med på att komma till Deadwood, men Calamity är fast besluten. Wild Bill Hickok (Howard Keel) hånar Calamitys idé.
Calamity reser till Chicago där Adams ger sin avskedsföreställning innan hon påbörjar en Europaturné. Adelaid ger sina gamla kostymer till sin tjänsteflicka Katie Brown (Allyn McLerie), som drömmer om att bli sångerska. När Calamity kommer in förväxlar hon Katie med Adelaid. Katie, som utger sig för att vara Adelaid Adams, går med på att följa med Calamity och ser det som en chans att uppträda på scen.
Under Katies första framträdande på Golden Garter inser Calamity att hon låter annorlunda. Katie bryter ut i tårar och erkänner att hon inte är Adelaid Adams, vilket överväldigar publiken som då är på gränsen till upplopp. Calamity avlossar ett skott i luften och försvarar Katie. Publiken låter Katie fortsätta och hennes uppträdande övertygar dem.
Calamity och Katie blir vänner; Katie flyttar in i Calamitys fallfärdiga stuga som de tillsammans fixar till. För att locka till sig löjtnant Gilmartin klär sig Calamity, med Katies hjälp, och beter sig mer kvinnligt. Löjtnant Gilmartin och Wild Bill Hickok, som båda är förälskade i Katie, besöker Calamitys stuga. När hon är ensam med löjtnant Gilmartin vet Katie att han föredrar henne, men säger till honom att Calamity älskar honom och att hon inte kommer att svika sin vän. Löjtnant Gilmartin säger till Katie att han inte är intresserad av Calamity. Katie berättar för båda männen att Calamity har förändrats, vilket de kommer att se när hon återvänder till stugan. Medan de väntar drar de två männen lott om vem som ska ta med Katie till den kommande balen. Löjtnant Gilmartin vinner och Wild Bill går med på att ta med Calamity, även om hon tror att Löjtnant Gilmartin föredrar henne. Innan männen hinner se Calamitys förvandling kommer hon tillbaka till stugan täckt av lera efter att ha halkat när hon gick över bäcken.
På balen är alla förvånade över Calamitys förvandling. Hon blir alltmer svartsjuk när hon ser Katie och Danny dansa tillsammans. Ute i trädgården kan Katie inte längre motstå löjtnant Gilmartin och de kysser varandra. Calamity, som ser dem, reagerar ilsket och konfronterar Katie och skjuter ett punschglas ur hennes hand. Tillbaka i sin stuga kastar Calamity ut Katies tillhörigheter och lovar att skjuta henne om hon någonsin ser henne igen, och bryter sedan ihop i tårar.
Calamity konfronterar senare Katie under hennes föreställning och varnar henne för att lämna staden. Katie är inte rädd utan lånar en pistol och säger till Calamity att hon ska hålla upp ett shotglas. Calamity hånar henne och håller modigt upp det. Ett skott ljuder och glaset faller ur Calamitys hand. Det var egentligen Wild Bill som i hemlighet tog skottet, men han låter alla tro att det var Katie. Förödmjukad stormar Calamity ut, men Wild Bill tar tag i henne, kastar henne i sin vagn och kör iväg.
Calamity Jane (Doris Day) och Wild Bill Hickok (Howard Keel) på Golden Garter
Wild Bill försöker lugna Calamity och avslöjar att han sköt glaset ur hennes hand för att lära henne en läxa. Han säger att det inte skulle hindra löjtnant Gilmartin från att älska henne att skrämma Katie att lämna staden. Calamity är förkrossad och avslöjar att hon var galen i Gilmartin, medan Wild Bill erkänner att han älskade Katie. Calamity säger att det aldrig kommer att finnas någon annan man för henne, men hon och Wild Bill omfamnar och kysser varandra passionerat. Calamity inser att hon älskade Wild Bill hela tiden.
Solen går upp på en ny dag när en mycket gladare Calamity rider in i staden, men stadsborna avvisar henne. Katie har bestämt sig för att återvända till Chicago och känner sig skyldig till att ha förrått sin bästa vän. Löjtnant Gilmartin är rasande på Calamity för att hon drivit iväg Katie och ger henne Katies lapp. Calamity jagar efter diligensen och kommer så småningom ikapp den. Hon berättar för Katie att hon älskar Wild Bill och de två kvinnorna blir vänner igen.
Ett dubbelbröllop följer och de två lyckliga paren lämnar staden med diligensen.