1938年、スイス・チューリヒ。ドイツ人歌手のヴィルキー（ハンナ・シグラ）は、ユダヤ人作曲家のローベルト（ジャンカルロ・ジャンニーニ）と婚約していた。しかし、ナチスドイツへのレジスタンス活動を支援するローベルトの父（メル・フェラー）は、ヴィルキーがナチのスパイではないかと疑い、手を回して彼女のスイス入国を阻む。仕方なくドイツに戻った彼女だが、酒場で歌っていたかつての流行歌が兵士の間で大人気となり、一躍ナチスのシンボル的存在に。いつの間にか曲名の「リリー・マルレーン」の愛称で呼ばれるようになった彼女は、それでもローベルトへの思いを断ち切れず、彼もまたヴィルキーを忘れらずにいた。