1942年，卡薩布蘭卡盟軍反情報特工馬克斯·瓦坦（布拉德·皮特 Brad Pitt 飾）拿取了在法國維希政府臥底瑪麗安（瑪麗昂·歌迪亞 Marion Cotillard 飾）的法國抵抗運動間諜丈夫的身份。他發現瑪麗安在倫敦的秘密，而且發現他倆之間的關系變成了假戲真做。在完成一個危險的北非任務之后，他們決定金盤洗手，結婚以后在倫敦開始了清凈的生活。但是馬克斯慢慢發現他的妻子可能是納粹間諜，他需要找出她真正的身份。