Akcja filmu zaczyna się w 1942 r. kiedy w Wielkiej Brytanii powstają oddziały specjalne przeznaczone do pracy wywiadowczej na kontynencie. Jedną z ochotniczek jest młoda wdowa imieniem Odette, matka trojga dzieci, doskonale znająca Francję. Po przeszkoleniu i pod zmienionym nazwiskiem Odette przedostaje się do Francji. Komórka, z którą bezpośrednio pracuje, składa się z kapitana Petera Churchilla, występującego pod pseudonimem Raul, oraz dwóch Francuzów. Ich zadaniem jest nawiązanie i utrzymywanie kontaktów z francuskim ruchem oporu oraz przesyłanie informacji do Londynu. Ze swego pierwszego zadania - zdobycia planów portu w Marsylii - Odette wywiązuje się doskonale. Jest opanowana i zrównoważona, czym zyskuje szacunek towarzyszy. Ze strony Raula jest to więcej niż solidarność i podziw, a Odette zaczyna odwzajemniać jego uczucie. Na trop konspiratorów wpadają Niemcy; aresztowany członek siatki, Paul, udziela im informacji. Pułkownik Abwehry, Henri, nawiązuje kontakt z Odette: usiłując zdobyć jej zaufanie deklaruje chęć współpracy z wywiadem brytyjskim. Odette odgaduje ten podstęp i w porę zawiadamia towarzyszy. Niemcy mają jednak wystarczające dane, by po aresztowaniu Odette schwytać także Raula. Odette, którą Niemcy biorą za żonę kapitana, próbuje ratować życie ukochanego. Wyjawia im, że należy on do rodziny Winstona Churchilla, co daje Raulowi szansę przeżycia obozu. Po przejściu tortur, udręczona Odette doczekuje w innym obozie końca wojny.