1964年，法国驻华大使馆会计高仁尼（杰瑞米·艾恩斯）在观看歌剧时，被舞台上饰演蝴蝶夫人的京剧演员宋丽玲深深吸引。演出结束后，他主动向宋丽玲表达好感。随着一次次接触，两颗孤独的心渐渐靠近，他们相爱了。然而，文化大革命的爆发让宋丽玲从此失去音信。1968年，宋丽玲来到法国与高仁尼再度相聚。多年后，高仁尼因间谍身份遭到指控，而站在证人席上的宋丽玲，身着西装革履。高仁尼一直以为宋丽玲是女性，这一真相曝光后，他成了全法国的笑柄。这两个男人该如何面对彼此，又将如何面对他们曾经历的爱情呢？