在尼罗河畔的豪华游轮上，一场精心策划的盗窃案震惊了所有乘客。著名考古学家艾琳·卡特琳夫人价值连城的红宝石项链在众目睽睽之下消失，而当时游轮正行驶在卢克索至阿斯旺的河段。这起案件因其特殊的地理位置和涉案人员的显赫身份，迅速成为上流社会最热门的谈资。
案发当晚，游轮为庆祝尼罗河日落举办了盛大的化妆舞会。据侍应生回忆，卡特琳夫人曾与五位宾客有过密切接触：包括她的私人秘书露西·韦伯、古董商西蒙·莱特、银行家亨利·莫里斯夫妇，以及专程从巴黎赶来的珠宝鉴定师雅克·杜邦。值得注意的是，舞会中途曾停电约两分钟，而电力恢复后项链便不翼而飞。
比利时侦探赫尔克里·波洛恰好也在船上度假。他通过细致的观察发现几个关键细节：秘书韦伯的手套有轻微撕裂痕迹；古董商莱特的皮鞋沾有不同于甲板的特殊泥渍；而杜邦的领针与项链搭扣竟出自同一家工坊。更蹊跷的是，莫里斯夫人坚持佩戴的纱丽披肩，其花纹图案与游轮窗帘的暗纹完全一致。
随着调查深入，波洛在洗衣房发现了被剪断的保险绳，在厨房冰柜找到伪装成黄油块的石膏模具。最令人意外的是，卡特琳夫人梳妆台抽屉的暗格中，藏着一份三年前签署的巨额保险单。当所有宾客被召集到沙龙时，波洛突然要求检查每个人的随身钢笔——在其中一支万宝龙钢笔的墨囊里，闪烁着微弱的红光。
真相揭晓时众人才恍然大悟：这根本是场自导自演的骗局。卡特琳夫人为偿还赌债，与古董商莱特合谋制造失窃假象。秘书韦伯的"手套破损"实为拆卸项链时被宝石划伤，而杜邦的领针正是开启特制保险盒的钥匙。那支藏有红宝石的钢笔，则属于自以为在协助破案的莫里斯先生——他精心设计的"侦探游戏"，反而成了掩盖罪行的完美道具。