Der Film spielt im Zweiten Weltkrieg. Frankreich ist von der deutschen Wehrmacht erobert und teilweise besetzt, nicht aber das französische Protektorat Marokko, das zum vom Vichy-Regime verwalteten Französisch-Nordafrika gehört. Viele Menschen flüchten nach Casablanca, um von dort einen Flug ins neutrale Lissabon zu erreichen, von wo sie weiter nach Amerika zu fliehen versuchen. Allerdings kommen die meisten der Flüchtlinge nicht über Casablanca hinaus. Der korrupte französische Polizeichef Louis Renault erteilt Transit-Visa nur gegen Bezahlung mit Geld oder Sex. Zwielichtige Gestalten wie Ugarte bieten Transit-Visa auf dem Schwarzmarkt gegen Höchstbeträge an. Ebenfalls in der Stadt hält sich der desillusionierte Amerikaner Rick Blaine auf, dessen Nachtklub „Rick's Café Américain“ Zufluchtsort vieler Emigranten ist. Alles ändert sich für ihn, als seine ehemalige Geliebte Ilsa Lund auftaucht, die ihn drei Jahre zuvor in Paris ohne Angabe von Gründen verlassen hat. In kurzen Rückblenden erfährt man, dass Rick 1935 Waffenschmuggel für das von Italien angegriffene Äthiopien betrieben haben soll und 1936 auf der Seite der spanischen Republikaner gekämpft hat. Ilsa ist in Begleitung ihres wiederholt totgesagten Mannes Victor László, der eine Zentralfigur der europäischen Widerstandsbewegung ist. László bemüht sich verzweifelt um Papiere, die ihnen die Ausreise aus Casablanca ermöglichen sollen. Da er vermutet, dass Rick im Besitz der Papiere ist, bietet er ihm einen hohen Geldbetrag für diese. Doch Rick lehnt ab. Rick liebt Ilsa und sie liebt ihn auch (immer noch), entscheidet sich aber für László, den sie ebenfalls liebt. Rick lässt Ilsa schließlich gehen, gerade weil er sie liebt. Auch mit vorgehaltener Pistole gelingt es Ilsa nicht, ihn zur Hilfe zu zwingen. Erst als sich erweist, dass sie ihn immer noch liebt, ermöglicht Rick Victor und Ilsa die Flucht. Mit Hilfe einer List können beide fliehen, bevor die Deutschen sie fangen können. Rick und Louis schauen am Flughafen bewegt zu, als das Flugzeug mit Victor und Ilsa an Bord in Richtung Startbahn rollt.