1942 rok, Afryka Północna. Max Vatan (Brad Pitt) jest oficerem wywiadu, który spotyka na swej drodze działaczkę francuskiego ruchu oporu, Marianne Beauséjour (Marion Cotillard). Para udaje małżeństwo. Ich zadaniem jest zabicie nazistowskiego ambasadora stacjonującego w Casablance. Vatan i Beauséjour spędzają razem kilka dni i zakochują się w sobie. Mężczyzna postanawia zabrać partnerkę do swojej bazy w Londynie. Pewnego dnia dowiaduje się, że Marianne jest podejrzewana o bycie niemieckim szpiegiem. Ma tylko 72 godziny, aby udowodnić jej niewinność.
