Dans ce train où ne se côtoient que des gens aux comptes en banque bien fournis, et qui fuient les brumes anglaises pour le soleil de la Côte d'Azur, la fille d'un homme d'affaires américain est assassinée. Enquête difficile, tant par le milieu dans lequel elle se déroule que par la vitesse imposée à ladite enquête par l'horaire auquel le « Train bleu » doit se soumettre.
En bref, le criminel aurait toutes les chances d'échapper à la justice si - pour son malheur - Hercule Poirot n'avait pas été là...