Años 40. Segunda Guerra Mundial. Max Vatan (Brad Pitt) es un espía británico que, tras una peligrosa misión en el norte de África, se enamora de Marianne Beausejour (Marion Cotillard), una agente de la Resistencia francesa. La pareja comienza una relación amorosa, y pronto se casan y forman una familia. Pero, los problemas llegan a sus vidas cuando a Vatan le notifican que su mujer es en realidad una agente doble que trabaja para los nazis. Será entonces cuando comience una investigación para descubrir la verdad sobre su esposa.
