Året är 1945 och världen befinner sig i krig. Charlotte Gray, en ung skotsk kvinna, har hamnat bakom fiendens linje i södra Frankrike. Det är bara hon som vet att hon är utsänd på ett dubbeluppdrag. Officiellt är hon rekryterad av de brittiska myndigheterna för att liera sig med motståndsrörelsen. Hennes egentliga uppdrag är att finna sin älskare, Peter, en engelsk pilot som varit försvunnen alltsedan hans plan blivit nerskjutet under strid!