1930’lu yıllarda, İstanbul ile Paris arasında hizmet veren ünlü Şark Ekspresi, yalnızca lüks ve konforuyla değil, aynı zamanda çeşitli kültürlerden gelen yolcularıyla da ünlüdür. Birçok yolcu, bu trenin sunduğu ayrıcalıklı yolculuktan faydalanırken, bir sabah trende büyük bir şok yaşanır. Trenin vagonlarından birinde, Amerikalı bir milyoner olan Samuel Edward Ratchett ölü olarak bulunur. Cinayet işlenmiştir, fakat kimse ne olduğunu tam olarak anlamadan tren bir kasabaya yaklaşır ve orada kara saplanıp kalır.
Yolcuların hepsi birer potansiyel şüpheli haline gelirken, trenin içindeki tek sakin ve dikkatli zihin, ünlü Belçikalı dedektif Hercule Poirot’dur. Poirot, oldukça alışık olduğu karmaşık durumlar karşısında soğukkanlılığını koruyarak, olayın çözülmesi için harekete geçer. Fakat zaman daralmaktadır. Trenin hareketsizliği, Poirot’ya sadece birkaç saatlik bir süre tanır; çünkü yerel yetkililer bölgeye gelene kadar cinayet çözülmelidir. Poirot, bu kısa süre içinde cinayeti çözmek için zekâsını ve gözlem yeteneğini sonuna kadar kullanacaktır.
Trende bulunan yolcuların birçoğu sırlarını saklamakta, birbirleriyle çelişkili ifadeler vermektedir. Poirot, her birini dikkatle sorgular ve geriye doğru adım adım giderek olayın çözülmesini sağlamaya çalışır. Her bir yolcunun geçmişi, hareketleri ve söyledikleri, dedektifin titiz analizleriyle bir araya gelir ve her ipucu Poirot’nun zekâsının bir parçası olur. Bu karmaşık cinayet, onun için sıradan bir soruşturmadan çok daha fazlasıdır; bir insanın ruhunu, karakterini ve karanlık yönlerini anlamak için bir fırsattır.
Poirot’nun yolu, bir yandan cinayetle ilgili tuhaflıklar ve yanlış izlerle dolarken, diğer yandan trenin kapalı ortamı, suçluyu bulma konusunda ona yardımcı olacak ipuçlarını da sunmaktadır. Zamanın hızla tükenmesi ve her yeni şüphelinin ortaya çıkması, Poirot’nun zeka ve mantıkla ilerlemesini zorlaştırır, fakat bir an bile durmadan olayları çözmeye çalışır. Bu zorlu ve heyecanlı süreç, Poirot’nun ne kadar büyük bir dedektif olduğunu bir kez daha gözler önüne serer.
Birbirine kenetlenmiş sırlar ve bir araya gelen ipuçları, sonunda her şeyin birbirini tamamlayan bir resme dönüşmesini sağlar. Poirot, trenin dar alanı içinde yaptığı gözlemlerle cinayetin ardındaki gerçeği ortaya koyarken, şüphelilerin yüzlerinde hissettikleri korku, şüphe ve gizlilikleri de incelemiş olur. Sonunda, gerilimli dakikalarla dolu bir çözüm sürecinin ardından, Hercule Poirot bu karmaşık cinayeti çözmeyi başarır. Ancak, çözümün ardında yatan derinlik ve hikâye, herkesin beklediğinden çok daha farklıdır.