Avril 1944.Cora (Françoise Arnoul), une résistante, surnommée "La Chatte", est laissée pour morte par ses camarades après avoir été abattue pour trahison. Elle est récupérée par les Allemands : le major et docteur von Hollwitz (Horst Frank) pratique sur elle une torture psychologique, un véritable lavage de cerveau afin de la retourner contre ses anciens collègues. Les supérieurs de von Hollwitz, séduits par la méthode, décident, contre l'avis de ce dernier, d'envoyer la Chatte en mission le plus rapidement possible. Son évasion est simulée et bientôt, Cora retrouve la Résistance...
Ce film est en fait la suite de La chatte (1958), réalisé par le même Henri Decoin, avec entre autres Bernard Blier. Difficile d'avoir une vue d'ensemble quand on n'a pas encore vu le premier volet, qui lui s'inspire assez précocement, par rapport aux événements traités, d'une histoire vraie, celle de la résistante Mathilde Carré qui, par amour pour son amant allemand, trahit effectivement les siens.
En revanche, dans La chatte sort ses griffes, la trahison est pour ainsi dire inconsciente, puisqu'elle se fait suite à un lavage de cerveau : on rejoint là le point de vue d'une Résistance sans tâches, mythifiée, qui a perduré jusqu'aux années 1970 au moins, tout comme d'autres mythes sur l'Occupation ou la collaboration, pour aller vite. Mais le film souffre de longueurs, et même l'intervention de Horst Frank (le célèbre mafieux allemand des Tontons Flingueurs) ne suffit pas à rattraper l'ensemble. Une suite dont probablement on aurait pu se passer, même si le film n'est pas désagréable.