冷戰時期，一堵高牆将美麗的柏林一分為二。12歲的娜莎與爸爸克魯茲就住在離高牆不遠的一座小房子裡。
這天是周末，娜莎興沖沖回到家。放學時，老師布置了一項作業――做一隻蝴蝶标本。
克魯茲記得，離家很遠的地方有片小樹林，那裡總是有美麗的蝴蝶飛舞。父女倆來到林子邊，發現美麗的小樹林已被多年的戰火糟蹋得不成樣子。不過，他們還是在那捕獲到了一隻色彩斑斓的蝴蝶。
回到家後，娜莎小心地把蝴蝶固定在了标本盒裡。突然，她大叫起來：“爸爸，蝴蝶的翅膀上有字。”克魯茲接過标本盒仔細一瞧，不禁大吃一驚，隻見蝴蝶的翅膀上果然有一行細小的字：“7月20日，晚上10點鐘，辛克爾公園……”後面還有幾個字已經看不清楚了。
克魯茲皺着眉頭，百思不得其解。自從冰冷的高牆将柏林城分成兩個完全不同的世界後，局勢就變得相當緊張，人們盛傳東德政府與西德政府為了争奪對柏林的掌控權，互相派遣了許多間諜，他們用秘密的手段傳遞情報。這蝴蝶翅膀上的字會不會就是間諜們的傑作？
想到自己很可能截獲間諜的情報，克魯茲心中既興奮又害怕。根據當局的法令，舉報間諜會得到重賞。克魯茲不想要金錢和獎賞，隻想讓妻子從監獄裡出來。
如今機會終于來了！克魯茲覺得根據蝴蝶身上的提示，間諜可能在7月20日晚上，去辛克爾公園與人秘密接頭，自己如果提前埋伏在那裡，一定能發現那個間諜的真面目。
說幹就幹，20日晚上，克魯茲提前來到辛克爾公園，找了處比較隐蔽的高地躲了起來。
10點鐘到了，一個男人從樹林裡走出來，站在空曠的草地上四處張望，仿佛在等人。由于光線太暗，克魯茲怎麼也看不清那個人的面目。
幾分鐘後，男人從衣服裡掏出一隻小盒子，取出一塊小蛋糕。他在蛋糕上插上蠟燭，然後掏出一張生日卡，小聲唱起了生日歌。歌唱完了，男人把蛋糕端起來将蠟燭吹滅。那瞬間，克魯茲驚奇地發現，他竟然是自己的鄰居――昆蟲學家森特。
此時，揭開了這個間諜的真實身份，反倒讓克魯茲猶豫不決了。因為，森特不但是個昆蟲學家，還是個出色的大夫，當年霍亂在柏林肆虐時，他整天忙碌，免費給大家量體溫、送藥片、打預防針。如今為了解救妻子，要去舉報森特，克魯茲真有些于心不忍。
這天晚上，娜莎突發高燒，克魯茲請來了森特。森特為娜莎打了一針，不到半個小時，娜莎退了燒。克魯茲為了表示感謝，拿出一瓶好酒與森特對飲起來。不久，森特喝多了，竟對克魯茲說：“你也許不知道，其實我是個間……間諜。”
“啊？”克魯茲裝出驚詫的樣子。森特大肆吹噓他的本事，說他已經當了十幾年的間諜。他養的蝴蝶中有一種特殊品種，它們隻對紫蘭花感興趣，隻要他在蝴蝶翅膀上寫上情報，将它們放到野外，蝴蝶就會自己飛到種了紫蘭花的同夥家中。
原來如此！克魯茲恍然大悟。考慮再三，他終于走進了警察局的大門。
森特被逮捕了。3個月後，他以間諜罪被處決。随後，因為克魯茲舉報有功，他的妻子被提前釋放。
一眨眼十幾年過去了，柏林牆随着德國的統一，終于轟然倒塌，克魯茲一家也過上了夢寐以求的自由生活。一天，突然有人敲門，克魯茲開門一看。門外是位陌生的老婦人。
“你是克魯茲先生嗎？”
克魯茲點點頭。老婦人取出一隻盒子。交給他：“這是我兒子臨終前托我交給你的。”
克魯茲吃驚不已，小心翼翼地打開盒子，發現裡面是20隻蝴蝶标本，每隻蝴蝶的翅膀上都寫滿了文字――
親愛的兄弟克魯茲：
其實我并不是間諜。當那道該死的柏林牆豎起時，它分離了我和我的母親。我與母親暗地裡商定，用喜歡紫蘭花的蝴蝶傳遞信件。想不到此事竟然被你發現了。那天晚上，我是去給母親慶祝生日的，我相信在那裡點起蠟燭，母親會在高牆那邊看到我的燭火，聽到我的祝福與祈禱……
你一定會問，我為什麼要冒充間諜？事情很簡單，我不願意讓可愛的娜莎和我一樣，承受失去母親的痛苦。我得了癌症，快要死了，我希望在生命的最後時刻做一件非常有意義的事情。