En 1943, el Reino Unido se encuentra profundamente inmerso en la Segunda Guerra Mundial. El capitán de corbeta Ewen Montagu, un abogado judío, permanece en Inglaterra mientras su esposa, Iris, y sus hijos viajan a un lugar seguro en los Estados Unidos. Montagu hace un paréntesis en el ejercicio de la abogacía cuando es nombrado miembro del Comité de los Veinte. Su leal secretaria, Hester Leggett, le acompaña.

Winston Churchill ha prometido a los Estados Unidos que los aliados invadirán Sicilia en julio de ese año para avanzar hacia el norte de Europa. Sin embargo, Sicilia se considera un objetivo obvio y puede ser defendida por la Wehrmacht. El almirante Godfrey informa al Comité de los Veinte de que Gran Bretaña debe engañar a la Alemania nazi para que crea que los Aliados invadirán Grecia. Charles Cholmondeley propone una operación a partir del Memorándum de la Trucha, que consistiría en que un cadáver llevara secretos falsos y llegara a la costa. A pesar de las dudas de Godfrey, éste da permiso a Montagu y a Cholmondeley para planificar la operación con el capitán de corbeta Ian Fleming.

La Operación Mincemeat establece una oficina. Mientras la planificación se pone en marcha, Montagu y Cholmondeley obtienen el cuerpo de un vagabundo llamado Glyndwr Michael, que murió por envenenamiento suicida. El equipo le da la falsa identidad del comandante William Martin, completada con una detallada historia de fondo, fotos de identificación y un compromiso. Una secretaria viuda de la oficina, Jean Leslie, ofrece una foto suya para que sirva de falso prometido. Cholmondeley se siente atraído por Jean, pero pronto se da cuenta de que Montagu y Jean tienen sentimientos románticos el uno por el otro. Esto hace que Cholmondeley se ponga celoso y arremeta de vez en cuando contra Montagu.

Godfrey sospecha que el hermano de Montagu, Ivor, es un espía de Rusia. Soborna a Cholmondeley para que espíe a Montagu y, a cambio, Godfrey localizará y devolverá los restos del hermano de Cholmondeley, muerto en combate en Chittagong, Bengala. Cholmondeley acepta a regañadientes.

El conductor especializado del MI5, St. John "Jock" Horsfall, transporta a Montagu, a Cholmondeley y al cadáver a la base de submarinos de la R.N. en Holy Loch. A continuación, el cadáver es cargado en el submarino HMS Seraph. En la mañana del 30 de abril, el Seraph llega al Golfo de Cádiz y deja caer el cadáver en el océano. Lo encuentran unos pescadores en Huelva, España. La operación Mincemeat intenta llevar los documentos falsos a Madrid. Sin embargo, la misión se ve obstaculizada por la mala suerte, ya que los españoles han resistido la corrupción nazi mejor de lo esperado. El capitán David Ainsworth, agregado naval británico en Madrid, se reúne con el coronel Cerruti de la policía secreta española en un último intento de hacer llegar los documentos a los nazis. Cuando los objetos personales de Martin son devueltos a Londres, un especialista de la Rama Q descubre que los documentos fueron manipulados. Esto da a la Operación Mincemeat la esperanza de que Alemania haya recuperado la información falsa.

Jean sufre una emboscada y es amenazada por Teddy, un hombre que dice ser un espía de un complot antihitleriano en Alemania. Le dice que el comandante Martin viajaba bajo un alias pero que la información clasificada era auténtica. Después de que Teddy se vaya, Jean informa a Montagu y Cholmondeley. Llegan a creer que el coronel Alexis von Roenne, que controla la inteligencia en el Alto Mando nazi, envió a Teddy a verificar la información para que Von Roenne pudiera socavar a Hitler. Sin embargo, no tienen forma de estar completamente seguros. Montagu lleva a Jean a su casa para protegerla, pero ella acepta un trabajo en Operaciones Especiales y pronto abandona Londres.

El 10 de julio comienza la invasión de Sicilia. Llegan las noticias de que las fuerzas aliadas han sufrido pocas bajas, el enemigo se está retirando y las playas han sido retenidas. Posteriormente, Cholmondeley admite que recibió los restos de su hermano a cambio de espiar a Montagu. Sintiéndose comprensivo y aliviado de que la Operación Mincemeat haya sido un éxito, Montagu se ofrece a invitar a Cholmondeley a una copa aunque sean las ocho de la mañana.

El epílogo explica que Montagu se reunió con Iris después de la guerra, Jean se casó con un soldado, Hester continuó como Directora de la Unidad de Secretariado del Almirantazgo y Cholmondeley permaneció en el MI5 hasta 1952, se casó después y viajó mucho. La identidad del comandante William Martin se reveló como Glyndwr Michael en 1997, cuando se añadió un epitafio a su lápida en España.