Durante la Segunda Guerra Mundial, una joven británica llamada Charlotte Gray se embarca en una misión arriesgada en la Francia ocupada por los nazis. Motivada por su profundo amor por un piloto de la RAF que ha desaparecido, Charlotte se convierte en espía para el Servicio Secreto Británico. A medida que se infiltra en la resistencia francesa, se enfrenta a la dura realidad de la guerra y a la complejidad del papel de la mujer en un mundo en crisis.