Pendant la Première Guerre mondiale, Mademoiselle docteur est la fameuse Anne-Marie Lesser, espionne allemande toujours insaisissable. Envoyée en mission à Salonique, elle se tire des situations les plus désespérées avec une tranquillité hautaine que vient cependant diminuer l'attachement qu'elle a conçu pour un jeune officier français du Deuxième Bureau.
Une femme est en train de mourir, assassinée par son mari. Dans le même temps, le chef de l'insurrection contre une dictature est lui aussi assassiné par un traître. Ils arrivent devant l'au-delà représenté par une femme revêche qui leur confirme qu'ils sont bel et bien morts. Ils font connaissance dans l'au-delà et se voient proposer de revenir sur terre à condition de s'aimer sans réserves dans un délai de 24 heures.