Max Vatan (Brad Pitt) hat einen besonderen Lebensstil, der den seiner bohemischen Schwester Bridget (Lizzy Caplan) weit übertrifft: Der Kanadier ist Geheimdienstoffizier und 1942 in Casablanca eingesetzt. Hinter feindlichen Linien lernt Max die französische Résistance-Kämpferin Marianne Beausejour (Marion Cotillard) kennen und verliebt sich Hals über Kopf in die schöne Frau. Beide haben die gefährliche Mission, den deutschen Botschafter vor Ort zu töten. Als sie sich später erneut über den Weg laufen, flammt ihre Romanze wieder auf und mündet in einer Hochzeit. Doch dann in London, wo Max unter Colonel Frank Heslop (Jared Harris) weiter für den Geheimdienst arbeitet und das Paar ein Kind bekommen hat, erfährt der Spion, dass Marianne eine Doppelagentin sein und für die Deutschen arbeiten soll. Max erhält daraufhin den Auftrag, Marianne zu töten. Nun will er schnell herausfinden, auf welcher Seite die Person, der er so sehr vertraute, wirklich steht …