Hercule Poirot souhaite passer des vacances dans le sud de la France et pour cela, il embarque dans le renommé train bleu qui va de Calais jusqu'à la riviera française. Dans la train avec le célèbre détective, il y a notamment la distante Mireille Milesi, et Ruth Kettering, la magnifique fille du magnat du pétrole Rufus Van Aldin. Il y a aussi à bord Katherine, qui suite à un héritage imprévu se retrouve très riche mais sans savoir comment utiliser cet argent qui lui tombe du ciel. Poirot tombe sous son charme et lui propose d'être son conseiller pour la guider dans sa nouvelle vie. Contre l'avis de son père, Ruth Kettering a emporté avec elle son magnifique cadeau d'anniversaire, un splendide rubis plus connu sous le nom de Coeur de Feu. Hercule Poirot qui voulait passer quelques vacances sur la Côte d'Azur va devoir déployer les facultés qu'il ne déploie normalement qu'au travail : son art de résoudre les énigmes.

Monsieur Shaïtana, un des hommes le plus riche de Londres, a invité chez lui huit personnes : quatre qui ont échappé à la police et quatre fins limiers. Après le repas, les convives sont séparés en deux groupes pour passer le restant de la soirée à jouer au bridge. Hercule Poirot se retrouve donc en compagnie du commissaire Wheeler, de la romancière de polars Ariadne Oliver, et du colonel Hughes. Shaïtana préfère se tenir à l'écart. Les jeux de cartes ne le passionnent pas. Il préfère de loin la photographie et collectionner les objets rares. C'est aussi un homme étrange qui fait peur aux femmes. Certains le trouvent carrément détestable. Toujours est-il que Shaïtana s'ennuie profondément. Avant de laisser ses invités à leurs parties de cartes, il annonce qu'il va leur dévoiler un grand secret en fin de soirée. Seulement, quelques heures plus tard, le commissaire Wheeler le retrouve sans vie, assis dans son fauteuil. Shaïtana a été poignardé.

Richard Abernethie meurt brusquement d'une crise cardiaque. Sa mort n'aurait jamais éveillé les soupçons si, durant les funérailles, sa soeur Cora n'avait émis l'hypothèse qu'il ait été assassiné, avant d'être elle-même sauvagement massacré à coup de hache. Le notaire de la famille Abernethie est très troublé par les événements. En tant que vieil ami d'Hercule Poirot, il n'hésite pas à faire appel au célèbre détective belge. Leurs soupçons se dirigent sur la famille de la victime, surtout quand la dame de compagnie est à son tour victime d'une tentative de meurtre...