Au début des années 1930, à Cambridge, Gilda, une jeune et frivole héritière d'origine franco-américaine, fait la connaissance de Guy, un étudiant irlandais, avec qui elle a une brève aventure. Ils se revoient quelques années plus tard à Paris, où ils s'engagent dans un triangle amoureux avec la danseuse espagnole Mia. Leur existence hédoniste prend fin lorsque Guy et Mia, au grand dam de Gilda, décident d'aller en Espagne pour prêter main-forte aux troupes en lutte contre les fascistes. Mia meurt dans l'explosion d'un convoi et Guy revient à Paris où son militantisme inébranlable l'amène vite à joindre les rangs de la Résistance. Il cherche également à renouer avec Gilda, qui est devenue la maîtresse d'un officier nazi.