Durante la Seconda guerra mondiale il comandante di aviazione franco-canadase Max Vatan arriva a Casablanca per conoscere Marianne Beausejour e fingersi il suo consorte. Insieme i due devono farsi invitare al ricevimento dell'ambasciatore tedesco e assassinarlo. L'operazione è un successo e fra i due nasce il più imprevedibile e incauto degli amori. Riescono a tornare a Londra, si sposano e hanno una figlia, Anna, vivono come una famiglia normale in Inghilterra, fino a quando a Max Vatan viene riferito un terribile sospetto che riguarda la moglie. Max viene contattato dai suoi superiori, che gli rivelano che la moglie è sospettata di spionaggio per conto dei tedeschi e che l'ambasciatore ucciso dalla coppia non era altro che un dissidente che Hitler voleva morto. A Max viene detto di non investigare e di aspettare una chiamata alle 23,07 da parte dei servizi segreti, in cui gli sarebbe stata dettata una falsa informazione, che dovrà scrivere sul taccuino, per verificare se la moglie invierà il messaggio entro 72 ore. Se così sarà, Max dovrà giustiziarla di propria mano. Se si rifiutasse, entrambi verrebbero fucilati con l'accusa di alto tradimento. In questo lasso di tempo Max, non dandosi pace ed essendo convinto che la moglie sia innocente, disobbedisce agli ordini e inizia a investigare andando alla ricerca delle persone con cui Marianne aveva lavorato sotto copertura in Francia. Dalle sue ricerche scopre che la vera Marianne, durante una festa piena di gente dell'alta società nazista, aveva suonato la Marsigliese al pianoforte nel bel mezzo della serata. Dopo questa notizia Max torna a casa dalla moglie e la porta al solito bar nonostante fosse chiuso e le chiede di suonargli la Marsigliese al piano. Marianne incapace di suonare confessa tutto al marito, gli rivela di aver già inviato l'informazione falsa, e gli spiega di esser stata costretta a fare il doppio gioco dai nazisti che minacciavano la piccola Anna. Max, scoprendo tutta la verità e amando veramente la moglie, non la uccide e decide di scappare in Svizzera con lei e la loro bambina, rubando un aereo dall'aeroporto militare. Mentre Max tenta di far partire l'aereo, vengono raggiunti dal capo di Max che gli ordina di arrendersi e li arresta. Nel momento in cui Max tenta di convincerlo a lasciarli andare, Marianne si suicida con un colpo di pistola, dicendo a Max di prendersi cura della bambina. Il capo vedendo la scena decide di far scrivere nel rapporto che è stato Max a giustiziare la moglie, assolvendolo dalle accuse di alto tradimento. Il film finisce con un flash back di Marianne che scrive la sua lettera d'addio alla figlia e al marito, e con una successiva inquadratura di Max e la figlia in un ranch.
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