Slávny belgický detektív Hercule Poirot cestuje z Istanbulu do Calais prestížnym vlakom Orient Express. Počas cesty je však vlak zastavený snehovou kalamitou v juhovýchodnej Európe. Ráno nájdu jedného z cestujúcich, amerického milionára pána Ratchetta, mŕtveho vo svojej kabíne — bol dobodaný 12 ranami, niektoré hlboké iné zas ., niektoré silné a hlboké iné zas slabé a plytké, niektoré boli spôsobené pravou rukou a iné ľavou.
Poirot sa púšťa do vyšetrovania medzi cestujúcimi, ktorí sú zdanlivo neznámi a z rôznych spoločenských vrstiev. Postupne odhaľuje, že všetci cestujúci boli v Amerike a poznajú rodinu Armstrongových a ich malú dcéru Daisy, ktorá bola unesená a následne brutálne zavraždená. Ukáže sa že pán Ratchett je v skutočnosti Cassetti, muž zodpovedný za taký ohavný zločin, ktorý unikol spravodlivosti pred súdom.
Poirot zistí, že každý z cestujúcich mal motív na pomstu. Všetci pasažieri sa podieľali na plánovanom akte kolektívnej spravodlivosti — spoločne zavraždili pána Ratchetta. Kedže pred súdom utiekol 12 porotcom tak ho aj 12 blízky príbuzný rodiny Armstrongovej zabili.
Na záver Poirot predloží polícii že vrah bol prezlečený v oblečení vlak vedúceho a následne ušiel.
