喜劇演員懷特被美軍召集入伍后，以舞臺(tái)表演為掩護(hù)執(zhí)行間諜任務(wù)。他攜帶微型照相機(jī)潛入摩洛哥，目標(biāo)是拍攝被納粹占領(lǐng)的機(jī)場(chǎng)機(jī)密情報(bào)。在卡薩布蘭卡夜總會(huì)表演時(shí)，懷特與神秘女子莉莉重逢。兩人展開(kāi)充滿誤會(huì)的互動(dòng)：懷特試圖跟蹤目標(biāo)人物時(shí)，總被莉莉以各種方式干擾；莉莉則多次竊取懷特身上的微型膠卷。隨著任務(wù)推進(jìn)，懷特發(fā)現(xiàn)所有關(guān)鍵情報(bào)的交接點(diǎn)都指向莉莉的寓所。在最終對(duì)峙中，兩人同時(shí)亮出間諜身份——原來(lái)莉莉是盟軍情報(bào)部門派出的雙重間諜，專門負(fù)責(zé)策應(yīng)此次行動(dòng)。他們通過(guò)合作獲取完整情報(bào)，并利用夜總會(huì)演出機(jī)會(huì)，在舞臺(tái)上完成膠卷交接，成功瓦解敵方破壞計(jì)劃。任務(wù)結(jié)束后，這對(duì)斗嘴搭檔在盟軍指揮部留下充滿懸念的告別對(duì)話。