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Wien, Erster Weltkrieg. Der Chef des österreichischen Geheimdienstes ist von einer jungen Spaziergängerin beeindruckt, als er sie sagen hört, daß sie keine Angst vor dem Leben und vor dem Tod hat. Um ihn vor dem Regen zu schützen, lädt ihn die junge Frau in ihr Appartement ein, wo er sie fragt, ob sie daran interessiert sei, leicht Geld zu verdienen und gegen Österreich zu spionieren. Sie verrät ihn an die Polizei. Von ihrer Loyalität überzeugt, gibt er dem Polizisten, der ihn hinausbegleitet hat, seine amtliche Visitenkarte, damit er sie dem Mädchen übergibt.

Im Hauptbüro des Geheimdienstes erklärt der Chef, wie gefährlich und undankbar der Spionage-Beruf ist und warum er für eine gefährliche Aufgabe eine Frau gewählt hat. Ohne Zögern akzeptiert die junge Frau und bekommt den Decknamen ‘X.27‘. Der erste Auftrag von X.27 ist, herauszufinden, ob General von Hindau Informationen an die Russen weitergibt. Sie trifft ihn auf einem Maskenball, flirtet mit ihm und begleitet in nach Hause. Auf dem Weg dorthin nehmen sie einen Mann mit Krücken in einem Clown-Kostüm mit, den sie auf dem Ball getroffen haben. Während der Fahrt bietet der Clown dem General eine Zigarette an, welcher diese nicht raucht, sondern in seine Manteltasche steckt.

Im Hause des Generals hat X.27 Zeit sich umzusehen, als von Hindau einen fingierten Telefonanruf vom Chef des Geheimdienstes bekommt. Während sie herumschnüffelt, kommt der Butler mit Champagner. Um sich aus ihrer Verlegenheit zu retten, bittet sie ihn um eine Zigarette. Doch der Butler erklärt ihr, daß keine Zigaretten im Hause sind, da der General Nichtraucher ist. Sie erinnert sich an die Zigarette, die der Clown dem General gegeben hat, findet diese in seiner Manteltasche und entdeckt im Filter eine Nachricht. Als von Hindau zurückkommt, raucht X.27 diese Zigarette. In der Erkenntnis, daß alles verloren und X.27 eine Spionin ist, erschießt sich der General im Nebenzimmer.

Die nächste Aufgabe für X.27 besteht darin, den Clown festzunageln – in Wirklichkeit H14, ein Mitglied des russischen Geheimdienstes, der sich als österreichischer Leutnant Kranau ausgibt. Sie trifft ihn im Casino und stellt ihm eine Falle – aber er entkommt. Dieser dringt eines Tages in ihr Schlafzimmer ein und entdeckt dort ihre Anweisungen, die Russisch-Polnische Grenze zu übertreten und Pläne, sie dabei zu erwischen.

Nach dem Flug zur Grenze gibt sie vor ein Bauernmädchen zu sein, das in den russischen Offiziersbaracken arbeitet, wo Oberst Kovrin Gefallen an ihr gefunden hat. In dieser Nacht macht sie den Oberst betrunken und überträgt dann einige lebenswichtige militärische Informationen in eine Geheimschrift aus Musiknoten, welche sie jederzeit spielen kann.

Kranau währenddessen, erkennt ihre schwarze Katze wieder, die sie überall, wohin sie auch geht, bei sich hat – entdeckt sie schließlich und verhaftet sie. In seinem Quartier schüttet sie im Drogen in seinen Wein und vergißt den Passierschein, den sie von den Wächtern bekommen hat.

Kranau wird, als er ihr folgt, an der österreichischen Grenze gefangengenommen und soll im Morgengrauen hingerichtet werden. Inzwischen erkennt X.27 ihre Liebe zu dem stämmigen russischen Spion und bittet darum, einige Minuten mit ihm allein sein zu dürfen, unter dem Vorwand, ihn vorher zum Reden bringen zu wollen. Während sie mit ihrem Revolver spielt, läßt sie ihn “unachtsam” fallen und verhilft damit Kranau zur Flucht.

Die österreichische Regierung verurteilt sie wegen Verrats zum Tode. In den Kleidern ihrer Wahl (Gewand ihres ehemaligen Berufes!) steht sie dem Erschießungskommando gegenüber. Ein junger Leutnant, der das Zeichen für die Erschießung geben soll, weigert sich und sagt, daß er keine Frauen töten kann. Während er ersetzt wird, nützt sie die Zeit, um ihr Make-up zu korrigieren. Dann wird der Befehl ausgeführt.