冷战时期，一堵高墙将美丽的柏林一分为二。12岁的娜莎与爸爸克鲁兹就住在离高墙不远的一座小房子里。
这天是周末，娜莎兴冲冲回到家。放学时，老师布置了一项作业――做一只蝴蝶标本。
克鲁兹记得，离家很远的地方有片小树林，那里总是有美丽的蝴蝶飞舞。父女俩来到林子边，发现美丽的小树林已被多年的战火糟蹋得不成样子。不过，他们还是在那捕获到了一只色彩斑斓的蝴蝶。
回到家后，娜莎小心地把蝴蝶固定在了标本盒里。突然，她大叫起来：“爸爸，蝴蝶的翅膀上有字。”克鲁兹接过标本盒仔细一瞧，不禁大吃一惊，只见蝴蝶的翅膀上果然有一行细小的字：“7月20日，晚上10点钟，辛克尔公园……”后面还有几个字已经看不清楚了。
克鲁兹皱着眉头，百思不得其解。自从冰冷的高墙将柏林城分成两个完全不同的世界后，局势就变得相当紧张，人们盛传东德政府与西德政府为了争夺对柏林的掌控权，互相派遣了许多间谍，他们用秘密的手段传递情报。这蝴蝶翅膀上的字会不会就是间谍们的杰作？
想到自己很可能截获间谍的情报，克鲁兹心中既兴奋又害怕。根据当局的法令，举报间谍会得到重赏。克鲁兹不想要金钱和奖赏，只想让妻子从监狱里出来。
如今机会终于来了！克鲁兹觉得根据蝴蝶身上的提示，间谍可能在7月20日晚上，去辛克尔公园与人秘密接头，自己如果提前埋伏在那里，一定能发现那个间谍的真面目。
说干就干，20日晚上，克鲁兹提前来到辛克尔公园，找了处比较隐蔽的高地躲了起来。
10点钟到了，一个男人从树林里走出来，站在空旷的草地上四处张望，仿佛在等人。由于光线太暗，克鲁兹怎么也看不清那个人的面目。
几分钟后，男人从衣服里掏出一只小盒子，取出一块小蛋糕。他在蛋糕上插上蜡烛，然后掏出一张生日卡，小声唱起了生日歌。歌唱完了，男人把蛋糕端起来将蜡烛吹灭。那瞬间，克鲁兹惊奇地发现，他竟然是自己的邻居――昆虫学家森特。
此时，揭开了这个间谍的真实身份，反倒让克鲁兹犹豫不决了。因为，森特不但是个昆虫学家，还是个出色的大夫，当年霍乱在柏林肆虐时，他整天忙碌，免费给大家量体温、送药片、打预防针。如今为了解救妻子，要去举报森特，克鲁兹真有些于心不忍。
这天晚上，娜莎突发高烧，克鲁兹请来了森特。森特为娜莎打了一针，不到半个小时，娜莎退了烧。克鲁兹为了表示感谢，拿出一瓶好酒与森特对饮起来。不久，森特喝多了，竟对克鲁兹说：“你也许不知道，其实我是个间……间谍。”
“啊？”克鲁兹装出惊诧的样子。森特大肆吹嘘他的本事，说他已经当了十几年的间谍。他养的蝴蝶中有一种特殊品种，它们只对紫兰花感兴趣，只要他在蝴蝶翅膀上写上情报，将它们放到野外，蝴蝶就会自己飞到种了紫兰花的同伙家中。
原来如此！克鲁兹恍然大悟。考虑再三，他终于走进了警察局的大门。
森特被逮捕了。3个月后，他以间谍罪被处决。随后，因为克鲁兹举报有功，他的妻子被提前释放。
一眨眼十几年过去了，柏林墙随着德国的统一，终于轰然倒塌，克鲁兹一家也过上了梦寐以求的自由生活。一天，突然有人敲门，克鲁兹开门一看。门外是位陌生的老妇人。
“你是克鲁兹先生吗？”
克鲁兹点点头。老妇人取出一只盒子。交给他：“这是我儿子临终前托我交给你的。”
克鲁兹吃惊不已，小心翼翼地打开盒子，发现里面是20只蝴蝶标本，每只蝴蝶的翅膀上都写满了文字――
亲爱的兄弟克鲁兹：
其实我并不是间谍。当那道该死的柏林墙竖起时，它分离了我和我的母亲。我与母亲暗地里商定，用喜欢紫兰花的蝴蝶传递信件。想不到此事竟然被你发现了。那天晚上，我是去给母亲庆祝生日的，我相信在那里点起蜡烛，母亲会在高墙那边看到我的烛火，听到我的祝福与祈祷……
你一定会问，我为什么要冒充间谍？事情很简单，我不愿意让可爱的娜莎和我一样，承受失去母亲的痛苦。我得了癌症，快要死了，我希望在生命的最后时刻做一件非常有意义的事情。