Francuska Sahara, rok 1933. Gdy samolot słynnego pilota Billa Lancastera ginie w trakcie lotu z Londynu do Kapsztadu, jego partnerka – nieustraszona łowczyni przygód Marie Vallières de Beaumont (Marion Cotillard) – wyrusza na poszukiwanie ukochanego. Zmuszona do lądowania na terytorium Algierii, pilotka bezskutecznie zwraca się o pomoc do dowódców wojsk francuskich, zmagających się z buntem miejscowych plemion Tuaregów. Jedynym sprzymierzeńcem podróżniczki okazuje się skłócony ze zwierzchnikami pułkownik Antoine Chauvet (Guillaume Canet). Nie mogąc odwieść Marie od niebezpiecznej podróży w samo serce malowniczej, acz morderczej pustyni, Antoine zabiera ją w kolejną, ryzykowną misję na terenie wroga. Wyprawa będzie ostatnią szansą na odkrycie zaskakującej prawdy o losie Lancastera, ale także początkiem wielkiego uczucia, które połączy dwie niepokorne dusze w bezkresnych piaskach Sahary.