Pomysł zaangażowania do filmu obojga aktorów zrodził się na końcowym etapie kompletowania obsady. Tym sposobem Canet dołączył do ekipy "Nieba nad Saharą" jako skłócony ze zwierzchnikami pułkownik Antoine, towarzyszący Marion w podróży przez piaszczyste serce Afryki. – Byli cały czas razem, bardzo solidarni, niezwykle zgrani – wspomina reżyser, Karim Dridi. – Szybko zauważyłem, że kamera wychwytuje ich prawdziwe uczucia. Chwilami Marion i Guillaume nie grali. Oni się naprawdę kochają i na ekranie pojawiały się prawdziwe uczucia, rzadkie i wyjątkowe.
Akcja filmu rozgrywa się w 1933 roku, kiedy samolot słynnego pilota Billa Lancastera ginie w trakcie lotu z Londynu do Kapsztadu. Jego partnerka – nieustraszona łowczyni przygód Marie Vallieres de Beaumont (Cotillard) – wyrusza na poszukiwanie ukochanego. Zmuszona do lądowania na terytorium Algierii pilotka bezskutecznie zwraca się o pomoc do dowódców wojsk francuskich, zmagających się z buntem miejscowych plemion Tuaregów. Jedynym sprzymierzeńcem podróżniczki okazuje się Antoine Chauvet (Canet).
