Belgický detektív Hercule Poirot cestuje luxusným vlakom Orient expres z Istanbulu do Calais. Cesta sa však skomplikuje, keď vlak uviazne v snehovej víchrici niekde na Balkáne. Na druhý deň ráno je jeden z pasažierov, Samuel Edward Ratchett, nájdený mŕtvy vo svojej kabíne – bol dobodaný 12 ranami. Poirot začína vyšetrovanie a zisťuje, že zavraždený muž cestoval pod falošným menom – jeho skutočná identita je Cassetti, známy americký zločinec, ktorý kedysi uniesol a zabil malé dievčatko Daisy Armstrongovú. Tento prípad otriasol verejnosťou a spôsobil tragédiu celej rodine Armstrongovcov. Poirot vypočúva všetkých pasažierov vo vlaku a zistí, že všetci mali nejakú spojitosť s Armstrongovou rodinou – boli jej príbuzní, priatelia, sluhovia alebo známi. Zložité vyšetrovanie odhalí, že vraždu spáchali spoločne, ako akt pomsty, pričom každý z nich zasadil jednu ranu nožom. Vrahmi teda nebol jeden človek, ale všetci cestujúci z jedného vozňa. Poirot predloží dve verzie riešenia – jedna hovorí o neznámom vrahovi, ktorý z vlaku utiekol, druhá (pravdivá) verzia odhaľuje kolektívnu vinu cestujúcich. Poirot nechá na železničnom riaditeľovi a doktorovi, ktorú verziu oznámia polícii. Tí si vyberú prvú – aby cestujúcich ochránili pred zákonom, lebo považujú čin za spravodlivú pomstu.
