Lili Marleen filmi, İkinci Dünya Savaşı sırasında Alman askerleri arasında çok popüler olan "Lili Marleen" şarkısının icracısı olan Lili'nin hikayesini anlatıyor. Film, 1938'den savaşın sonuna kadar olan dönemi, Lili'nin yaşadıkları üzerinden anlatıyor. Diğer yandan Robert, son bir kez Lili'yi görmek için Berlin'e sızmaya çalışırken yakalanır. Filmin senaryosunda, Lale Andersen'in anılarına dayanan "Der Himmel hat viele Farben" (Gökyüzünün Birçok Rengi Var) adlı otobiyografik roman kullanılmıştır.