Nella cella numero 12 del carcere femminile di Saint Lazare a Parigi nel 1917, Margaretha Zelle McLeod (Mata Hari), abbandonata da parenti e ammiratori, scrive lettere su lettere a personalità di sua conoscenza che potrebbero intervenire per scagionarla dall' accusa di essere l'agente H21, responsabile di aver causato, con le informazioni ottenute dai suoi amanti e rivendute ai tedeschi, la morte di migliaia di ufficiali francesi. La giovane prostituta (Justine), trasferita nella stessa cella per sorvegliare Mata Hari (per il timore di un suicidio prima che possa essere condannata dalla Corte Marziale), è affascinata dalla fama della donna e l'avverte che le sue lettere non saranno mai consegnate ai destinatari. Tra le due donne si instaura un rapporto confidenziale che confronta destini paralleli su piani diversi: una squallida esistenza della più giovane che per mantenere la figlia si è adattata alla vita di uno squallido bordello e la carriera trionfante della donna più famosa della Bella Epoque che per gli scandali che l'hanno coinvolta, é stata privata, dal severo e ambiguo marito di frequentare la sua bambina. Margaretha, convinta di essere al centro di un disegno che la vuole capro espiatorio di altri tradimenti, si dispera, durante l'unico colloquio che le viene concesso, con il suo avvocato difensore Edouard Clunet, esperto di diritto internazionale e suo antico amante, che le propone una serie di soluzioni per farla uscire dal carcere. Le fiducia di Clunet non convince la donna che si trova a fronteggiare il capitano Pierre Bouchardon, determinato a raccogliere le prove del suo tradimento. Nei vari interrogatori, Margaretha fronteggia l'inquisitore negando dapprima ogni circostanza, poi giustificando con ironia e intelligenza ogni accusa che le è rivolta, al punto da mettere in difficoltà lo stesso inquirente che, alla fine dell'istruttoria, presenta i suoi dubbi all'imperterrito pubblico ministero, tenente André Mornet facendogli presente che non esiste neppure una consolidata giurisprudenza sul reato di spionaggio. Mornet ribadisce che la Francia ha bisogno di un esempio, accusando Mata di essere la tipica esponente dell' esecrata Belle Epoque e di aver contribuito a rammollire i costumi del paese. La condanna di Mata Hari servirà a garantire a chi si batte sul fronte di guerra che la patria punisce i traditori e soprattutto ad interrompere quel pericoloso "Chemin de dames" che ha visto alcune donne protagoniste di trame sanguinose. A porte chiuse, nel segreto più assoluto nel quale saranno criptati gli atti si svolge un processo lampo che vede Margaretha indifferente al suo destino di vittima sacrificale, provata anche dalla solitudine in contrasto con il suo passato e dal tradimento del suo giovane amante Vadim de Vasslov che la rinnega, ma la forza del personaggio riscatta la disperazione. Al verdetto della Corte, Margaretha si mostra sprezzante e conscia che questo stesso destino la salverà dall'odiata mediocrità alla quale per tutta la vita ha cercato di sfuggire. Una serie di intoppi (programmati) vanificano ogni tentativo di ricorso dell'appassionata difesa e Margaretha Zelle "scrive" l' ultima pagina del copione della sua vita, preparandosi all'esecuzione. Durante le confidenze scambiate con Justine in carcere, l'inquisizione, il processo e il cammino verso la morte, Mata Hari rivede alcuni flash della sua vita: il primo incontro con l'anziano ufficiale che diventerà suo marito, il severo MacLeod, conosciuto attraverso un'inserzione su un giornale olandese, le tappe della sua carriera più fulgida di danzatrice e il suo declino, il rapporto con Vadim e gli ingannevoli rapporti con chi ha tessuto la trama e la leggenda della spia del XX secolo della quale ora l'Olanda e la Francia richiedono la riabilitazione.