火车谋杀谜案发生在一列从伦敦开往萨尔兹堡的东方快车上。这列火车搭载了各色各样的人物，包括伯爵夫人和丈夫、公爵夫人与秘书史密特小姐、卡布达夫人、奥尔森小姐、乘务员皮埃尔和贝多斯、拉契德和秘书麦奎因等。

案件经过：

故事从波洛乘上东方快车开始。夜间，波洛三次被吵醒，第二天清晨便发现同车的美国富商雷切尔被人谋杀，死者被戳了12刀。波洛根据他所观察到的各种可疑迹象以及同车人士的讯问，并结合美国实行的12人陪审团制度等情况进行逻辑推理，成功地揭开了一起“集体复仇”奇案。

案件真相：

在表面上看，这桩发生在东方快车上的谋杀案似乎包括许多复杂的程序，并且多名相关人共同作用的结果。然而，实际上这不过是黑手党内部的恩怨仇杀。拉契德请求波罗做他的保镖，并许以高薪，但是波罗拒绝了。就在这一天夜里，拉契德被杀，身上有12处刀伤。

结局：

在一系列调查和推理之后，波洛揭示了整个事件的真相。他揭示了死者雷切尔与5年前一个不幸家庭的成员之间的关系，以及所有相关人员在这起事件中的角色。最后，波洛成功地揭示了凶手的身份并找到了证据。