电影《李香兰》主要讲述了日本女子山口淑子（李香兰）的传奇一生。山口淑子生于1920年，在父母亲的影响下，她从小学习汉语，对中国存有深深的感情。为了治疗肺病，她同白俄好友柳芭向波多列索夫夫人学习声乐，其美妙的歌喉和流利的汉语引起满洲广播局“满洲之声”工作人员的注意，从此她用义父所赐的中文名“李香兰”走进大众视野。
李香兰在电影《黄河》中扮演了一名中国民妇，更多中国人接受了这位明星。她的身份成为了两国媒体关注的新闻，最终，李香兰是日本人的消息被刊登在了报纸上，她感到非常不安。尽管她的身份没有影响观众们对她的喜爱，但这件事的确对她的生活产生了非常大的影响。
1945年，日本战败，李香兰没有选择跟随同胞回国，她深爱着这片养育她的土地，继续留在电影界，希望用自己的艺术为这片土地带来一丝慰藉。然而，随着中国政府开始清算汉奸，李香兰的身份变得异常敏感。她深知自己的日本血统可能会给她带来麻烦，但从未想过会因此陷入生死困境。最终，在好友柳芭的帮助下，她找到了自己的出生证明，证明了自己的清白，从而扭转了命运。
电影《李香兰》通过她的故事，映射了历史上的一位真实人物，展现了她在动荡年代中的身份认同和人生抉择。