Der Film beginnt damit, wie die Olsenbande erfolglos eine Sparkasse auszurauben versucht, wobei Bandenchef Egon wieder einmal verhaftet wird. Zum Entsetzen seiner Bandenmitglieder schwört er während seines Gefängnisaufenthaltes dem Verbrechen ab und will nach seiner Haftentlassung mit ehrlicher Arbeit Geld verdienen. Verantwortlich dafür ist die attraktive Sozialfürsorgerin Bodil Hansen. Sie vermittelt Egon eine Stelle am Fließband einer Spielwarenfabrik. Nach anfänglichem Zögern kann Egon zunächst Kjeld und schließlich auch Benny vom Nutzen ehrlicher Arbeit überzeugen, so dass sie schließlich alle drei in der Fabrik arbeiten.

Als jedoch eines Tages unerwartet Bodil Hansen in der Fabrik auftaucht, wird Egon derart von ihrer Erscheinung überwältigt, dass er den Fließbandprozess völlig durcheinanderbringt und daraufhin Benny und Kjeld und alle anderen Mitarbeiter in diesen Schelmenreigen mit einsteigen und die drei daher fristlos entlassen werden. Bodil Hansen ist zunächst enttäuscht, kann den dreien jedoch schließlich Arbeit als Reinigungskräfte im Tresorraum der Nationalbank vermitteln. In der Bank werden sie Zeugen eines spektakulären Einbruchs, bei dem eine besonders gesicherte Beute aus einem Tresor entwendet wird (wie sich später herausstellt, handelt es sich dabei um die dänischen Kronjuwelen).

Da man die vorbestrafte Olsenbande (außer der es keine weiteren Zeugen gibt) verständlicherweise für die Täter hält, versucht Egon den wahren Räubern – einer Bande amerikanischer Supergangster – die Beute auf eigene Faust abzujagen, wobei die Bande endlich wieder zu ihrer alten Form zurückfindet. Schließlich muss sogar der große Hintermann, Serafimo Motzarella aus Chicago, nach Dänemark reisen. Der Film endet damit, dass Egon wiederum verhaftet wird, während Bodil Hansen Motzarella in die USA begleitet.