1942, la France est sous l’occupation nazie. Charlotte Gray (Cate Blanchett), jeune Ecossaise recrutée comme agent secret, se joint à la Résistance. Son but reel: secourir celui qu’elle aime, engagé dans la Royal Air Force. Dans un monde où tout est secret, elle réalise très vite qu’elle ne peut faire confiance qu’à elle-même.