In Frankrijk ontmoet ze Georges Ladoux die voor de Franse spionagedienst werkt. Hij kent Mata Hari van de rapporten die over haar verschenen waren. Hij vraagt haar om voor de Franse regering te gaan spioneren. Ze zou er een hoop geld voor krijgen en Margaretha gaat akkoord. Hoewel ze nu de Duitsers beduvelde was ze niet van plan hetzelfde te doen met de Fransen. Ze legt contacten met Duitse officieren, die dachten dat ze voor hen spioneerde, en hoort ze uit. Die informatie levert ze weer keurig af bij de Fransen.Maar in februari 1917 gebeurt het onvoorstelbare: de Fransen arresteren haar voor spionage. Na een kort proces wordt Mata Hari ter dood veroordeeld. Een vuurpeloton beëindigt haar veelbewogen leven op maandag 15 oktober 1917. Ze wilde niet geblinddoekt worden. Volgens de legende blies ze nog een kus naar de twaalf soldaten die haar seconden later doodschoten.