En 1917, la police française cherche des preuves contre Mata Hari, une danseuse qui espionne pour le compte de l'Allemagne. Un pilote russe en mission à Paris, le lieutenant Rosanoff, s'éprend de Mata Hari. Celle-ci l'encourage car elle a été chargée de l'occuper pour qu'on puisse s'emparer de documents secrets dont il a la garde. Mais l'espionne devient amoureuse du lieutenant et tue le général Shubin qui voulait la dénoncer. Capturée et condamnée, Mata Hari obtient la permission de revoir une dernière fois Rosanoff avant l'exécution.