Мелкий преступник Угарте (Питер Лорре) прибывает в клуб Рика с полученными при убийстве двух немецких курьеров проездными документами. Эти документы позволяют свободно перемещаться по французским территориям, не попавшим под оккупацию Германии, и даже попасть в нейтральную Португалию, откуда можно выехать в Новый Свет. Для постоянного потока беженцев, застрявших в Касаланке, исправные документы имели первостепенное значение. Угарте хочет разбогатеть, продав их за огромные деньги человеку, который должен прибыть ночью. Но прежде чем покупатель приехал, Угарте арестовывает местная полиция, которой командует капитан Луи Рено (Клод Рейнc) — коррумпированный хапуга, который сам себя характеризует словами: «У меня нет убеждений … я склоняюсь туда, куда дуют ветра, а сильные ветра дуют в сторону Виши». Тайком от Рено и нацистов, Угарте передаёт документы Рику, ибо «… почему, потому, что ты меня презираешь, ты единственный, кому я могу довериться». Рик прячет их в фортепиано пианиста Сэма.

В этот миг в жизнь Рика вновь входит та, что принесла ему столько горечи — его бывшая любовница Ильза Лунд со своим мужем, Виктором Ласло, руководителем чешского движения Сопротивления, которого уже давно разыскивают нацисты. Им нужны документы для выезда из Касабланки в США, где Ласло сможет продолжить свою работу. Предотвратить это прибывает немецкий майор Штрассер.

Из разговора с Ферари, важным лицом в преступном мире и конкурентом Рика, Ласло узнаёт о наличии проездных документов у Рика. Он обращается к Рику с просьбой отдать документы, но тот отказывается, советуя Ласло узнать причину отказа у жены. Разговор прерывает исполнение песни «Die Wacht am Rhein» группой немецких офицеров. Рассердившись, Ласло велит оркестру играть «Марсельезу». Руководитель оркестра просит на это разрешения у Рика, и тот кивает в знак согласия. Ласло начинает песню, сначала сам, но потом придушенный патриотический пыл публики прорывается наружу, и поют уже все, заставляя немцев уйти. Штрассер мстит, отдав приказ Рено закрыть клуб.

Когда публика разошлась, к Рику в пустом кафе подходит Ильза. Рик отказывается отдать ей документы. Она угрожает ему пистолетом, но выстрелить не может, признаваясь, что всё ещё любит его. Она объясняет, что на момент их встречи в Париже она считала, что её муж погиб при бегстве из концентрационного лагеря. Позже, накануне захвата города немецкими войсками, она узнала, что Ласло жив и скрывается. Это произошло именно в тот день, когда Ильза с Риком должны были вместе выехать из Франции на поезде, поэтому она и покинула Рика без какого-либо объяснения, торопясь ухаживать за больным Ласло.

Узнав истинную причину исчезновения Ильзы, Рик становится мягче, и бывшие любовники мирятся. Рик соглашается помочь, уверяя Ильзу, что она останется с ним, когда Ласло поедет. Неожиданно возвращается Ласло, едва сумевший избежать полицейского налёта, совершённого на помещения, где проходили собрания активистов движения Сопротивления. Рик прячет Ильзу на время мужского разговора.

Ласло рассказывает, что ему известно о чувствах Рика к Ильзе, и пытается получить от Рика документы, которые позволили бы вывезти жену туда, где она была бы в безопасности. Однако прибывает полиция и арестовывает Ласло, выдвигая мелкое обвинение. Рик убеждает Рено выпустить Ласло, обещая помочь поймать его на более серьёзном преступлении — после того, как Рик передаст проездные документы Ласло, Рено сможет сфабриковать дело об убийстве Ласло немецких курьеров с целью присвоения документов. Чтобы развеять подозрения Рено относительно своих мотивов, Рик объясняет, что это позволит ему с Ильзой спокойно уехать в Америку.