Durante la prima guerra mondiale furoreggia a Parigi una avvenente danzatrice, che porta un misterioso nome esotico: Mata Hari. L'addetto militare russo Shubin, che fa parte della piccola schiera dei suoi intimi, se ne innamora e ne fa la sua amante. Nessuno sospetta che l'affascinante danzatrice sia una spia tedesca; soltanto il capo del controspionaggio francese ne ha la certezza, ma non le prove. Un pilota aviatore russo, il ten. Alexis Rosanoff, giunto dalla Russia con importanti documenti, s'innamora di Mata Hari. Questa mostra di gradire le premure dell'ufficiale e, ottemperando agli ordini ricevuti, riesce ad impadronirsi dei messaggi che Rosanoff deve recare in Russia. Ma quando apprende che Alexis è rimasto ferito gravemente in seguito ad un incidente di volo, essa sente d'amarlo e corre all'ospedale, non curando le velate minacce del capo dello spionaggio tedesco. Shubin minaccia di denunciarla come spia, coinvolgendo Rosanoff nello scandalo: per impedirglielo, Mata Hari lo uccide. Arrestata e processata, la danzatrice è condannata a morte. Essa vuol tener celata la sua sorte ad Alexis, che in seguito all'incidente è divenuto cieco. Egli crede ch'ella si trovi in una clinica e quando lo lascia per affrontare il plotone d'esecuzione, la crede avviata alla sala operatoria.