Año 1942 durante la Segunda Guerra Mundial. Max - Brad Pitt es un espia del bando aliado que se enamora de Marianne - Marion Cotillard una compañera francesa tras una peligrosa mision en el norte de Africa. La pareja comienza una relacion amorosa hasta que a el le notifican que Marianne puede que sea una agente doble que trabaja para los nazis.