Sahara français, 1933... Bill Lancaster, pilote anglais renommé a disparu dans le désert lors d’une tentative de record de traversée entre Londres et Le Cap. Sa maîtresse, l’aventurière et aviatrice Marie Vallières de Beaumont n’a qu’une obsession : le retrouver. Alors qu’elle survole le Ténéré, la jeune femme est contrainte de poser son biplan près d’un poste avancé de méharistes français. Le capitaine Vincent Brosseau l’accueille, mais refuse de l’aider. Préoccupé par les rebellions touaregs, le commandement d’Alger n’autorise pas l’envoi de secours. Confronté à la détermination de Marie, le lieutenant Antoine Chauvet tente de la dissuader de poursuivre cette quête désespérée dans un lieu aussi grandiose et hostile que le Ténéré. Rien n’y fait. Pour poursuivre ses recherches, elle se joint à une expédition menée par la compagnie méhariste en territoire touareg. Au cours de cette mission à haut risque Antoine, en rupture avec sa hiérarchie, et Marie vont se rapprocher. Dans ce désert qui ne ment pas et dans l’abandon qu’il impose, ils découvriront une vérité à laquelle ils ne s’attendaient pas.