Charlotte Gray viaja desde Escocia a Londrés durante la devastación de 1942, para ofrecer su ayuda. En una celebración ella conoce a Peter, un piloto retirado y se enamoran. Su relación es repentinamente interrumpida cuando Peter es llamado de vuelta y su avión se estrella sobre Francia. En su misión secreta para encontrar a Peter si es que está vivo, Charlotte pasa a ser un agente secreto, trabajando para apoyar la Resistencia Francesa.