《超級女特工》改編自一個真實的故事。1940年，邱吉爾設立了一個新的情報組織「特別行動局」，簡稱SOE。其中一個分部負責監督法國的行動。1944年，為了確保盟軍登陸成功，這個分部付出了沉重的代價。Louise（蘇菲·瑪索 Sophie Marceau 飾）剛剛失去丈夫，被哥哥帶回法國參加SOE，接受的任務是救出落入敵手的一位英國地質學家——他手中擁有的是德軍布置在諾曼第的防禦工事圖，幾乎是盟軍登陸的全部關鍵。和Louise共同作戰的還有其他幾位姑娘。妓女Jeanne（茱莉·德帕迪約 Julie Depardieu 飾）因為殺害自己的客人而被判死刑，SOE承諾只要她完成任務即可獲得豁免。隨後加入的Suzy、Gaëlle，都是有著一段不為人知的傷心往事。當她們為了盟軍而貢獻自己的聰明才智，任務能否成功，她們又是否能全身而退？