Lors de la période précédant le débarquement des Alliés en Afrique, Casablanca, gouvernée par Vichy et contrôlée par les Allemands, est l'endroit tout désigné pour les activités clandestines de l'Axe. Un résistant tchèque, Victor Laszlo, se prépare à partir pour Lisbonne, mais le préfet de police et un officier de la Gestapo l'ont à l'oeil. Tous se retrouvent dans un club de nuit qui appartient à l'Américain Rick. Celui-ci reconnaît alors l'épouse de Victor, Ilsa, avec qui il a autrefois vécu une histoire amoureuse à Paris.