Février 1917 : enlisé dans une guerre meurtrière, l'état-major français a décidé de se livrer à une traque sans merci des espions. À Paris, au Grand Hôtel, la police procède à l'arrestation de Margaretha Geertruida Zelle, dite Mata Hari, et la conduit devant le magistrat chargé d'instruire l'affaire, le capitaine Bouchardon. Celui-ci est convaincu que la danseuse néerlandaise, qui jouit d'une certaine célébrité, est une espionne à la solde des Allemands. Mais la suspecte nie en bloc ; elle affirme même travailler pour les services secrets français. Bouchardon ordonne sa mise en détention, préconisant un traitement sévère. Son but est de la faire craquer et d'obtenir d'elle des aveux complets. Mais au fil de leurs entrevues, sa tâche s'avère bien plus complexe qu'il le pensait. Mata Hari lui demande instamment de contacter le capitaine Ladoux, chef du contre-espionnage. Elle lui raconte comment l'officier l'a recrutée en août 1916…
