Londres, 31 de maio de 1944. Quando a invasão da Europa era algo certo e que não deveria demorar, Hitler ordenou que se fizesse o impossível para descobrir a hora e o lugar em que os aliados atacariam. Já os aliados queriam descobrir o quanto os nazistas sabiam e então armaram um plano para confundi-los. Assim o major Jefferson Pike (James Garner), um agente do serviço de inteligência do exército que sabia detalhes vitais da invasão, vai para Lisboa, cuja neutralidade é respeitada pelos nazistas. Pike vai até lá conversar com um informante que é um “termômetro inverso”, pois se ele diz com convicção algo é exatamente o contrário. Pike crê que os nazistas já descobriram que ele é um informante e, assim, deixam que saiba de dados falsos ou sem importância. Em Lisboa, Jefferson é drogado e desmaia, sendo retirado do país como se estivesse morto e mandado para a Alemanha. Em 1950, Pike acorda em um hospital americano com uma grande amnésia. Ele não está certo onde está ou como chegou ali. Também não sabe quem é a enfermeira que está ao seu lado, até um médico lhe contar que ela se chama Anna (Eva Marie Saint) e é sua esposa. O médico instrui Pike para tentar lembrar, com o máximo possível de detalhes, o que estava fazendo antes do acidente que lhe causou esta traumática perda de memória. Mas o doutor não é um doutor, Anna não é a esposa de Pike, não é 1950 e ele não está em um hospital americano. A 2ª Guerra Mundial ainda está longe de acabar e Pike está sendo enganado em um elaborado plano preparado pelo major Walter Gerber (Rod Taylor), um agente da inteligência alemã, que quer convencê-lo que a guerra acabou, assim ele dirá quando e em qual lugar o ataque aliado na Europa acontecerá.
