1930年，纽约发生了一起骇人听闻的绑票撕票案，主谋卡塞蒂携赎金逍遥法外。 5年后，侦探赫丘里·波罗（艾伯特·芬尼 饰）乘船渡过博斯普鲁斯海峡，并在朋友比安奇（马丁·鲍尔萨姆 饰）的安排下登上东方快车，去往伦敦。一日凌晨，波罗被隔壁10号包间的叫声惊醒。随后，因雪堆掩埋铁轨，列车被迫停于南斯拉夫境内。波罗再次睡下不久，又被吵嚷声惊醒。贵妇哈里特·贝琳达·哈伯德（劳伦·巴考尔 饰）声称10号包间的富翁雷切特（理查德·威德马克 饰）潜入了自己的11号包间。天亮后，雷切特的管家贝多斯（约翰·吉尔古德 饰）端来了饮料，却敲不开10号包间的门。列车员皮埃尔·保罗·米歇尔（让-皮埃尔·卡塞尔 饰）用钥匙开了锁，但是里面挂了门链。波罗与皮埃尔合力扳开门，发现雷切特口角流血死不瞑目。经医生康斯坦丁（乔治·库鲁里斯 饰）检查，雷切特被下了药，身中12刀，死亡时间为0点至2点间……

　　二战期间，卡萨布兰卡是欧洲逃往美国的必经之地，那里鱼龙混杂，局势紧张。里克（亨佛莱•鲍嘉 Humphrey Bogart 饰）是一个神秘的商人，他在卡萨布兰卡开了一家人气很旺的夜总会，并拥有两张宝贵的通行证。一天，反纳粹人士维克多和妻子伊尔莎（英格丽•褒曼 Ingrid Bergman 饰）来到夜总会，原来他们正在逃避纳粹的追捕。碰巧的是，里克发现，伊尔莎竟然是他的旧日情人。那段爱曾经刻骨铭心，却因为一个误会而终止。而当误会消解时，伊尔莎和里克的感情还是不可避免的重燃了。里克手上的两张通行证能帮助维克多度过难关，但这样一来，伊尔莎是决定留下，还是离去，他们的爱情在政治和伦理的推波逐流中走向何方。

　　精神病院的默奇逊院长即将退休，接手的是年轻有为的爱德华大夫（格利高里·派克 Gregory Peck 饰）。医院里年轻漂亮的女医生彼特森（英格丽·褒曼 Ingrid Bergman 饰）和他相爱，然而竟发现眼前的爱人不是爱德华大夫，而真实的爱德华的秘书，还前来指出这个冒牌人士是杀害爱德华的凶手。
　　面对恋人扑朔迷离的身份，彼特森始终不相信他是杀人凶手，然而默奇逊院长却用精神分析法印证了“事实”。更为棘手的是，这个假爱德华也相信自己有罪，他甚至连自己是谁，经历过的事情也不知道。
　　彼特森对自己的判断非常坚持，她决定要帮他找出事件真相。在警察的追捕下，她带他逃到了心理分析教授的家中，展开了一联串精彩的心理分析过程，他童年的阴影和爱德华大夫被杀的真相渐渐浮出水面。

　　二战刚刚结束，莉亚（英格丽·褒曼 Ingrid Bergman饰）作为战犯的女儿被美国联邦调查局相中，利用她对父亲罪恶的负疚和其父在纳粹阵营内的关系网络，深入调查纳粹首脑契巴斯（克劳德·雷恩斯Claude Rains饰），获得情报将其定罪。联邦调查员迪奥（加里·格兰特Cary Grant饰）在与莉亚合作的过程中，深深爱上这个迷人的姑娘。然而二人感情还是要服从国家利益，因此他将私情搁置一边，忍痛让莉亚成为契巴斯身边的女人。莉亚深深失望的同时，也在契巴斯的生活中充当了间谍的角色，处于危机四伏的环境当中。
　　等到莉亚终于发现了契巴斯的关键情报，不料却被契巴斯发现了自己的真实身份。然而，契巴斯也有自己投鼠忌器的顾虑，为了置莉亚于死地，契巴斯设计了一个不动声色的计谋。莉亚境况堪忧，间谍计划悬念重重。