Paris, durante a 1ª Guerra Mundial. Lili Smith (Julie Andrews) é uma famosa cantora popular que carrega um segredo: é uma espiã alemã, que recebe ordens do coronel Kurt Von Ruger (Jeremy Kemp). O coronel considera o crescimento dos aviões de combate um fator decisivo nas batalhas e assim ele ordena que Lili se torne íntima de um famoso piloto, o major William F. Larrabee (Rock Hudson), e tente arrancar dele o maior número de informações possíveis. No entanto ela logo descobre que está apaixonada por Larrabee e se vê no meio de um dilema.