1941年。卡萨布兰卡。在纳粹的铁蹄之下，要从欧洲逃往巴西，必须绕道摩洛哥北部城市卡萨布兰卡。这使得这座城市的情势异常紧张。里克咖啡馆的老板里克是位神秘的男子。这个偏 僻的小城现在突然变得热闹起来。人们从法西斯铁蹄下的欧洲各国来到这里，因为在这里能弄到出境护照，取道里斯本到美国去。不过，代价极高。为了出境证，这儿每天都在发生悲剧。
一架德国飞机载着秘密警察头目司特拉斯少校降落在卡萨布兰卡。当地的法国警察局长雷诺上尉前往迎接。原来，前不久，两个德国信使被杀，他们身上带的两张戴高乐将军亲笔签名的护照被人取走。司特拉斯此行为追查此案；同时还有更重要的任务：跟踪一个捷克左翼运动领导人——维克多·拉斯罗。
雷诺向他报告，凶手已查明，今夜将在一个饭店当众逮捕他。司特拉斯命令雷诺决不能使拉斯罗离开卡萨布兰卡，这对德国政府来说是头等重要的事情。
卡萨布兰卡机场附近，豪华的咖啡馆店。顾客盈门，欧洲人，非洲人，亚洲的土耳其人。黑人乐师山姆坐在钢琴前，边弹边唱。寻欢作乐者们的议论中心却仍是护照。一个漂亮女人：“以往我想要一所戛纳的别墅，现在我只想要一出境护照。”一个男人：“弄不到护照，我只有死在卡萨布兰卡。”只有饭店的主人里克，显得那样冷静淡漠，独自坐在桌子边。
专事倒卖出境护照的犹加特来到里克跟前，取出了装有两张通行证的信封，要里克代为保管。他告诉里克，两个德国信使是他杀的。今天倒卖出去，发笔横财，他就离开这里。里克尽管不喜欢此人，但还是默许代他保 电影剧照管，并把通行证放在山姆还在弹的钢琴后盖里。
犹加特刚离开，雷诺来了。他告诉里克，拉斯罗已来到卡萨布兰卡，要里克不要做感情主义者。司特拉斯知道里克在欧洲和北非都参加过反法西斯战争。他要里克这次能站在德国一边，阻止拉斯罗离开这儿到美国去。里克拒绝了：“你们的职业是政治，我的职业是开酒店。”
犹加特被警察抓走后打死了，在他身上，没有搜到那两张护照。拉斯罗和妻子依尔沙走进饭店。依尔沙发现正在弹钢琴的山姆很脸熟，山姆仔细地打量了一会儿才收回目光。一个男人随之而来，以要拉斯罗买下一枚戒指为掩护，与拉斯罗接上了头，约定见面地点。接着，司特拉斯和雷诺也来到他们桌边。拉斯罗拒绝与司特拉斯多谈，雷诺只好以地方警察局名义邀他去一次警察局。此两人走后，拉斯罗应约去会卖戒指人，知道犹加特已死，护照无指望。依尔沙独自一个留在餐厅，听着山姆弹琴。终于，下决心上前与山姆打招呼。山姆没料到会在这儿碰上依尔沙。在依尔沙的请求下，山姆和依尔沙一起边弹边唱起《时光流转》。里克发现了伊尔沙，变得与往日不同。深夜，漆黑的饭店里，顾客都已离去。山姆轻轻地弹着《时光流转》，里克陷入了往事：巴黎，里克和依尔沙依偎着，在大街上，在塞纳河的汽艇中，在豪华的饭店里。里克幸福地微笑着：“为什么我这么幸运，会遇上你？”依尔沙告诉里克，她曾经爱过一个男人，可他死了。后来，她遇上了里克，爱上了他。一辆宣传车打断了这对恋人的呢喃。德国军队正在向巴黎推进，几天之内便将占领巴黎。