Fedora (Marthe Keller) er i 'Gådefulde Fedora' en skuespillerinde med ikke så få lighedstræk med Greta Garbo. Ligesom den guddommelige trækker hun sig en dag tilbage fra en verden, der elsker hende, og forsvinder. Hun bliver opsøgt i Wilders film af en ihærdig producent, Barry Detweiler (William Holden), der håber at kunne skaffe sig en sensation ved at få Fedora tilbage foran kameraet. Han finder hende på Korfu, hvor han lærer hendes hemmelighed. Det er en gammel mester - på det tidspunkt 73 år gammel - der fortæller en historie på gammel rutine, og på mange måder er der mere end historien, der har en duft af fortid over sig. Michael York og Henry Ford medvirker som sig selv.
