En 1943, la escocesa Charlotte Gray (Blanchett) se lanza en paracaídas detrás de las líneas enemigas en la zona ocupada del sur de Francia. Ha sido reclutada por el gobierno inglés para unirse a un grupo local de la Resistencia que utiliza tácticas de guerrilla para enfrentarse al ejército alemán de ocupación. Pero lo que ella pretende es encontrar a su novio Peter (Penry-Jones), un piloto inglés, cuyo avión fue abatido. Charlotte ingresa en el comando de la Resistencia que dirige Julian Levade (Crudup) y a partir de entonces su vida empieza a cambiar.