Em abril de 1946, num Tribunal de Miami, o alemão John Huberman é condenado por traição e sentenciado a 20 anos de prisão.  Na manhã seguinte, um oficial da Inteligência Americana, T. R. Devlin, procura sua filha, Alicia Huberman, com a missão de contratá-la para que se infiltre num cartel químico alemão, representado pelas Indústrias I. G. Farben, no Rio de Janeiro.  Seu trabalho de contra-espionagem poderá vir a beneficiar a situação de seu pai.  Hesitante, a princípio, ela termina aceitando a proposta que lhe foi oferecida.

Durante a viagem para o Rio de Janeiro, em companhia de Devlin, ela toma conhecimento de que seu pai havia se suicidado na prisão.  Triste, confidencia que o comportamento do pai a deixara alcoólatra e com baixa auto-estima.

Na embaixada dos EUA, o chefe de Devlin, Capt. Paul Prescott, informa Alicia que, para conseguir as informações que o Serviço de Inteligência precisa, ela vai ter que seduzir e se casar com Alexander Sebastian, líder da organização e seu antigo noivo.  Embora estando apaixonada, a essa altura, por Devlin, ela aceita a missão, disposta a ir até as últimas conseqüências, mesmo correndo risco de vida.

No dia seguinte, Alicia e Devlin vão às corridas de cavalos, a fim de forjarem um encontro 'casual' entre ela e Sebastian, já que este vai estar lá.  Ao se encontrarem, o alemão mostra-se feliz e a convida para um jantar em sua mansão, convite por ela aceito.

À noite, já na casa de Sebastian, ela é apresentada a cinco convidados, todos agentes nazistas:  Eric Mathis, Emil Hupka, Dr. Anderson, William Rossner e Sr. Knerr.  A Sra. Anna Sebastian, mãe do anfitrião, a recebe com reservas.

Numa nova ida às corridas, em companhia de Alex e da Sra. Sebastian, Alicia consegue passar para Devlin os nomes dos convidados do jantar.  Devlin mostra-se ciumento quando ela lhe diz que, praticamente já conquistou Alex.  Ao voltar para junto do alemão, entretanto, este lhe diz que a estava observando de longe e que acredita estar ela apaixonada por Devlin, o que ela prontamente nega.

Na embaixada, Prescott mostra-se satisfeito ao verificar que seu plano começa a dar resultados, já que a presença do Prof. Wilhelm, conhecido como Dr. Anderson, significa que o cientista deve estar desenvolvendo experiências na mansão dos Sebastian.

Embora a Sra. Sebastian seja absolutamente contra o casamento, Alex a desafia e se casa com Alicia.  Ao voltar de uma rápida lua-de-mel, Alicia desfaz suas malas e verifica que seus aposentos não têm uma única chave.  Estranhando tal fato, procura o mordomo Joseph, que lhe informa que todas as chaves da casa encontram-se com a Sra. Sebastian.  Com a ajuda do marido, ela consegue ter acesso às mesmas.

De posse das chaves, Alicia consegue abrir todas as portas, exceto uma que dá acesso à adega. Joseph lhe informa que essa porta é a única cuja chave é mantida com o Sr. Alex, o que a deixa com fortes suspeitas de que algo muito importante é guardado lá.

Em um encontro num parque, Alicia fala a Devlin sobre a chave da adega.  Este lhe sugere que ela faça com que o marido promova uma festa para apresentá-la à sociedade carioca.  Com isso, ele poderia conseguir um convite e ajudá-la a descobrir o que é guardado na adega.

No dia da festa, enquanto o marido toma banho, Alicia consegue retirar a chave da adega de seu chaveiro.  Mais tarde, quando Devlin entra na adega com a ajuda de Alicia, acidentalmente ele quebra uma garrafa de vinho e descobre que a mesma continha minério de urânio, material usado na construção de bombas atômicas.  Ao saírem, verificam que Alex e Joseph estão vindo apanhar mais bebida.  Sem outra saída, Devlin a beija para evitar suspeitas de espionagem, ao mesmo tempo em que lhe pede que o rejeite com veemência.  Alicia diz ao marido que fora obrigada a se afastar do salão para evitar que Devlin fizesse um escândalo.

Mais tarde, quando Alex volta à adega, verifica que não se encontra com sua chave.  Ele, então, espera que Alicia adormeça para procurar a chave e descobrir que sua mulher o está espionando.  Em seguida, acorda a mãe e lhe conta tudo o que está ocorrendo.  Angustiado com a descoberta, Alex passa a ter medo de uma retaliação por parte de seus sócios nazistas.  A Sra. Sebastian se propõe a matar Alicia, envenenando-a aos poucos, de modo a fazer com que sua morte pareça natural.

Doente, com tonturas e dores de cabeça, Alicia vai até Prescott, que lhe pede que descubra de onde vem o minério de urânio.  Na oportunidade, ele lhe comunica que seu contato vai ser substituído, já que Devlin está sendo transferido para a Espanha.

À medida que o tempo passa, Alicia vai ficando cada vez mais fraca.  Devlin desconfia de que algo estranho está ocorrendo com ela, depois de esperá-la no parque por 5 dias.  Ele decide, então, entrar na mansão, onde a encontra extremamente fraca, a um passo da morte.

Com dificuldade, consegue tirá-la da mansão aos olhos de todos, deixando Alex numa situação constrangedora diante de seus sócios nazistas.  Numa atitude desesperada, Alex vai até o carro de Devlin onde suplica que não o deixem ali, pois seus compatriotas o matarão ao descobrirem que sua mulher era uma agente americana.

Os dois partem e, ao voltar para a mansão, Alex ouve Eric Mathis chamá-lo para um acerto de contas.