A la stupéfaction générale, un avion soviétique atterrit sur une petite base américaine de l'Alaska. Le colonel Shannon voit descendre de la carlingue une jeune et jolie femme qui déclare être de nationalité soviétique. Elle s'appelle Anna Orlieff et veut s'éloigner de son pays en demandant l'asile politique aux États-Unis. Appliquant les consignes habituelles de méfiance, les responsables du contre-espionnage décident de placer Anna sous surveillance. Shannon chargé de cette mission, tombe amoureux de celle dont il doit épier les mouvements.
Il l'épouse, tout en se rendant compte qu'Anna est bel et bien une espionne. Décidant de jouer le double jeu, il transmet à son épouse des renseignements erronés.
Lorsqu'il est question d'arrêter Anna, le colonel repousse l'échéance en obtenant une mission d'espionnage en URSS. A la manière d'Anna, il simulerait des sympathies communistes pour mieux soustraire des renseignements secrets. Shannon persuade Anna de l'accompagner en lui disant que c'est le seul moyen d'échapper au peloton d'exécution. Les deux époux s'envolent vers l'URSS. Les autorités soviétiques ne tardent pas à démasquer l'espion américain. En compagnie d'Anna, Shannon parvient à s'échapper et à regagner les États-Unis, où la jeune femme, séduite par le charme du confort américain, obtient l'autorisation de séjourner auprès de son mari.
Le film, tourné entre le 8 décembre 1949 et le 8 février 1950, est produit par la RKO, alors propriété de Howard Hughes. Hughes avait l'intention de présenter les dernières technologies en matière d'aviation. L’armée de l’air américaine, profitant de la réputation de Chuck Yeager, qui en 1947 avait franchit le mur du son, pour faire sa publicité, offrit ses services de pilote. Au cours d'un tour de force impliquant la plongée inversée d'un F-86, Yeager faillit d'ailleurs se tuer en jugeant imparfaitement cette plongée, provoquant la rupture du stabilisateur horizontal alors qu'il était trop bas pour s'éjecter.
Les dates de sortie du film sont pourtant sans cesse repoussées. Elles sont annoncées dans "Hollywood Reporter" en 1951, 1953 et 1955, en février 1957. Mais Howard Hughes qui injecte huit millions de dollars dans la RKO, utilise Jet Pilot et Le conquérant (Dick Powell, 1956) comme garantie des prêts. Il finit par vendre son catalogue à Universal-International, qui reprend alors la distribution américaine et canadienne de tous les films RKO en commençant par Jet Pilot. Le film ne sort ainsi que le 25 septembre 1957 à Los Angeles et le 4 octobre au Palace Theatre de Manhattan. La technologie aéronautique a alors fait d'énormes progrès et, sur ce plan, le film passe inaperçu et la comédie d'espionnage à laquelle seul John Wayne avait auparavant cru est aussi un échec