Em 1942, em plena 2ª Guerra Mundial, Londres está bloqueada e diversas bombas são lançadas sobre a cidade durante a noite. Disposta a ajudar no que lhe for possível, Charlotte Gray (Cate Blanchett) decide por deixar a Escócia e partir rumo a Londres. Ao chegar ela logo conhece Peter Gregory (Rupert Penry-Jones), um piloto da força aérea britânica, por quem se apaixona. Mas o namoro dos dois é bruscamente interrompido quando Peter é convocado para uma missão aérea na França, onde seu avião é abat...