在暮色笼罩中的伊斯坦布尔，有着不同身份和背景的乘客纷纷登上从这里开出的东方快车。著名的大侦探波洛（阿尔伯特·芬尼饰）在朋友鲍克先生的安排下也坐上了这趟列车。早晨在餐车里，大商人雷切特（理查德·威德马克饰）找到波洛，说有人给他写匿名信，威胁要杀死他，希望波洛侦探充当他的私人保镖。波洛深知雷切特以前的劣迹，断然地拒绝了他的要求。夜晚，车上的旅客们都已睡下，整个车厢里一片寂静。突然，从雷切特的包厢里传出了惊叫声。侍者贝多斯在给雷切特送药时，发现他已经死在了床上。列车上的人都被惊动了，波洛也从睡梦中惊醒。第二天，波洛展开了周密的调查。他盘问了在同一车厢里的所有乘客，但从他们的身上都发现了种种疑点。联系多年前发生的一起儿童绑架案，波洛终于明白了案情的由来。雷切特多年前曾绑架了一名儿童黛茜并且将其杀害。多年后，受害者的十二个家属联合起来向雷切特讨还血债，让凶手得到了罪有应得的下场，社会已经宣判过雷切特死刑，现在判决终于被执行了。阻塞列车行进的堆雪终于清除，南斯拉夫警察即将临至。正义的波洛为大家解了围。