Juin 1942. Le caporal britannique John Bramble (Franchot Tone) est le seul survivant de son char M3 Lee touché par les Allemands lors de la progression de l'Afrikakorps vers l'Egypte. Victime d'une insolation, délirant, il arrive à l'Empress of Britain, un petit hôtel tenu par Farid (Akim Tamiroff). Farid n'est assisté que d'une bonne française, Mouche (Anne Baxter). Le cuisinier s'est enfui et le maître d'hôtel, Davos, a été tué durant un bombardement allemand. Avant que Farid et Mouche aient pu décider quoi faire de Bramble, les Allemands investissent l'hôtel pour en faire le QG de Rommel (Erich von Stroheim). Bramble, pour éviter d'être capturé, usurpe l'identité de Davos dont les Allemands ne savent pas qu'il est mort. La situation se complique quand Bramble découvre que Davos était en réalité un agent allemand qui renseignait l'Afrikakorps...
Les cinq secrets du désert est l'adaptation par Billy Wilder, comme dans le cas de Stalag 17 plus tard, d'une pièce de théâtre de Lajos Biro. Le film a été tourné en janvier-février 1943 à Hollywood, et a bénéficié du soutien de l'armée américaine, avec une scène de bataille reconstituée à Yuma, dans l'Arizona. D'ailleurs tout le matériel des Allemands, dans le film, est américain, comme les chars M2 que l'on peut voir dès le début.
Le film est le deuxième de Wilder pour Hollywood. C'est une oeuvre de propagande, au ton grave, mais non dénué d'humour, même si certains personnages frisent la caricature (Farid, et surtout le général italien, qui renvoie à pas mal de poncifs...). Ils sont en fait là pour compenser les autres personnages, beaucoup plus dramatiques. Le réalisateur joue à fond la carte de l'usurpation d'identité, alors que l'intrigue principale elle-même (Bamble déguisé en Davos reçoit des confidences de première importance de Rommel, qui le croit un agent allemand) n'est que secondaire. Malheureusement Franchot Tone, le héros, est un peu faiblard dans le rôle principal, avec que von Stroheim campe un Rommel très noir, bien avant le mythe qui s'attachera à sa personne après la guerre. La fin du film est d'ailleurs tout sauf convenue et rappelle que la guerre, d'abord, tue. La violence n'est pourtant pas montrée, comme dans la scène où Bramble doit éliminer le lieutenant allemand (Peter von Eyck) lancé à sa poursuite pour l'avoir démasqué, sous un bombardement.
Film de commande, de propagande même (Wilder est cependant assez habile pour en éviter les plus grosses ficelles), Les cinq secrets du désert d'une direction d'acteurs remarquable, d'un scénario (qui se déroule quasi intégralement en huis clos, ce qui renforce la tension) et d'une réalisation soignée qui font la "patte" de Wilder. Les qualités se retrouvent d'ailleurs tout au long de la carrière de ce réalisateur, comme le montre un de ses autres films de guerre, Stalag 17.