Seconda guerra mondiale, gli agenti segreti Max Vatan (Brad Pitt) e Marianne Beauséjour (Marion Cotillard) devono collaborare a una missione fingendosi marito e moglie, ma la storia d'amore nasce davvero e la recita diventa realtà. Si trasferiscono a Londra e danno alla luce una bambina vivendo come una normale famiglia felice. Improvvisamente però Vatan viene convocato dai suoi superiori e informato del fatto che Marianne potrebbe essere una spia nazista, in tal caso dovrà ucciderla o verrà giustiziato per tradimento. Max, innamorato davvero della sua donna, cercherà di provare la sua innocenza a tutti i costi ma la verità si rivelerà più inaspettata e drammatica del previsto.
