Quando o luxuoso Trem Azul chega a Nice, na Riviera Francesa, um guarda tenta acordar a serena Ruth Kettering, uma jovem atraente e riquíssima herdeira. Qual não é o seu susto ao perceber que ela está morta, assassinada com um pesado golpe na cabeça que a deixou quase irreconhecível. Além disso, alguém roubou seus preciosos rubis.
O primeiro suspeiro é Derek, o marido de Ruth. Mas Hercule Poirot não está totalmente convencido, então monta uma completa reconstituição do crime e da viagem, com direito a tudo, inclusive a presença do assassino a bordo...