En el año 1968, una de las artistas más queridas de Hollywood se enfrenta a su mayor desafío: reconstruir su carrera y su vida personal. Después de haberse convertido en un ícono infantil con su inolvidable interpretación de Dorothy en "El Mago de Oz", la protagonista se encuentra ahora en un punto bajo, lidiando con el desamor y la soledad. Con su voz aún deslumbrante, pero su vida hecha un caos, llega a Londres para una serie de conciertos que podrían significar su regreso frente al público.

En un lujoso tren que recorre Europa, un grupo de pasajeros de diversas nacionalidades se ve envuelto en un misterioso asesinato. Entre ellos se encuentra el famoso detective belga Hercule Poirot, quien acaba de completar un caso en Oriente y se dirige a casa. Durante una noche de tormenta, el multimillonario Samuel Ratchett es encontrado muerto en su compartimento, apuñalado varias veces. La situación se complica cuando el tren queda atrapado por un deslizamiento de tierra, dejando a los pasajeros aislados.