故事发生在第二次世界大战期间，情报科军官格劳少校（奥马尔·沙里夫 Omar Sharif 饰）奉命调查一宗手段极为残忍的谋杀案，冯塞德里茨将军（查尔斯·格雷 Charles Gray 饰）、卡伦博格少将（唐纳德·普利森斯 Donald Pleasence 饰）和坦兹将军（彼德·奥图 Peter O'Toole 饰）均为案件的嫌疑人，但他们都拒绝配合调查。
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1917年，俄国革命爆发，沙皇和他的家族被捕处死。但越来越多谣传说沙皇最小的女儿——最高贵的公主殿下安娜斯塔西亚（英格丽·褒曼 Ingrid Bergman饰）依旧侥幸存活着。安娜公主将是王朝在英国银行巨额存款一千万美元的唯一继承人。1928年，俄国将军波宁（尤·伯连纳 Yul Brynner饰）受流亡在北欧的俄国皇太后（海伦·海丝 Helen Hayes饰）之托，开始寻找公主的下落。几经波折仍寻...