Arrivée a Paris sans un sou en poche, Mata Hari s'impose rapidement comme une danseuse vedette du début du XXe siecle. Insaisissable et indépendante, elle séduit le public, ensorcelle les hommes les plus riches et les plus puissants de l'époque. Mais son mode de vie flamboyant fait scandale et attire bientôt les soupçons tandis que la paranoia s'empare du pays en guerre. Arretée en 1917 dans sa chambre d'hôtel sur les Champs-Elysées, elle est accusée d'espionnage.
