Leonie, actrice en spionne, volgt het wonderbaarlijke levensverhaal van Leonie Brandt. Als mijnwerkersdochter droomt Leonie ervan actrice te worden. Een droom die uitkomt als ze in 1925 debuteert in de Amsterdamse Stadsschouwburg. Rond 1936 komt ze er toevallig achter dat het in het Victoria Hotel in Amsterdam wemelt van de spionnen. Dit prikkelt al haar ambities en talenten. Haar leven neemt een radicale wending. Ze wordt actief als spionne voor de Nederlandse inlichtingendienst in Duitsland en infiltreert in de hoogste regionen van de politiek in nazi-Duitsland. Leonie beheerst het vak tot in de finesses en speelt de rol van haar leven. De inzet is hoog, een kwestie van leven of dood. In de oorlog wordt ze gearresteerd door de SD en met een doodvonnis naar Ravensbrück gedeporteerd. Ze overleeft de nachtmerrie van het concentratiekamp en na terugkeer speelt ze een duistere rol in de naoorlogse Nederlandse inlichtingendienst. Ze maakt deel uit van het team dat Duitse oorlogsmisdadigers verhoort. Ze kent ze allemaal en ze zijn als de dood voor haar. Ook een aantal prominente Nederlanders vreest Leonie om wat ze weet over hun doen en laten tijdens de bezetting. Zo zou ze brisante informatie hebben over de zogenaamde Stadhoudersbrief uit 1942, waarin prins Bernhard aan Hitler voorstelt stadhouder van Nederland te worden. Leonie, actrice en spionne is een unieke film waar het levensverhaal van Leonie Brandt aan de hand van oude filmscènes gevonden in het filmarchief van EYE wordt verteld. De verschillende actrices uit de filmfragmenten vormen samen het portret van deze moeilijk te vatten vrouw.