1942年，卡萨布兰卡盟军反情报特工马克斯·瓦坦（布拉德·皮特 Brad Pitt 饰）拿取了在法国维希政府卧底玛丽安（玛丽昂·歌迪亚 Marion Cotillard 饰）的法国抵抗运动探子丈夫的身份。他发现玛丽安在伦敦的秘密，而且发现他俩之间的关系变成了假戏真做。在完成一个危险的北非任务之后，他们决定金盘洗手，结婚以后在伦敦开始了清净的生活。但是马克斯慢慢发现他的妻子可能是纳粹探子，他需要找出她真正的身份。