拉文斯克夫妇双双死在悬崖边上，有人推测是丈夫开枪打死妻子后再自杀，也有人推测是妻子开枪打死丈夫后自杀，真相到底是什么？
考克斯太太的儿子即将结婚，而结婚对象就是拉文斯克的女儿西莉亚，考克斯太太对此很在意，在派对上询问奥利弗太太，因为奥利弗太太是西莉亚的教母，考克斯太太认为她肯定知道真相，如果她不知道，也希望她能去问问西莉亚。这种费力不讨好的事情，任谁都不会想去做，更何况奥利弗已经很久没和教女联系了。但不得不说，这件事还是让奥利弗放心不下。
奥利弗便找到朋友波洛，波洛是个私家侦探，他聪明过人，相信会给她一个好建议的。没聊多久波洛就接到电话，研究所发生命案，大卫医生希望他能到案发现场看看。波洛在离开前，建议奥利弗什么都不要做。
死者是大卫的父亲威洛比教授，教授曾经是个精神病医生，现在已经退休，研究所是大卫经营的，但父亲有自己的办公室继续他的研究。教授被发现时手脚被绑住，已经淹死在浴缸里，头部有被袭击的痕迹。以前教授用过水疗法去治疗病人，不过最终他放弃了这个方法，认为这样做太危险，不过在二十年前，水疗法是很普遍的。大卫案发时独自在研究所的公寓里休息，而妻子和孩子都在肯特，没有人可以为他做不在场证明，大卫声称并不知道父亲在研究所里。
奥利弗还是去找了教女，寒暄几句后，便把考克斯太太找她的事情说了出来，西莉亚对此很震惊，虽然知道男友的母亲不喜欢她，但没想到她竟会如此无礼。奥利弗和西莉亚的母亲是好朋友，结婚后都搬去了不同的城市，后来拉文斯克驻扎在印度，朋友玛格丽特也跟着去了，两人退休后又到了伊斯特本。而西莉亚一直在英格兰上学，案发时西莉亚只有十二岁，奥利弗则在做巡回演讲，对事情的发生并不了解，所有信息都是从报纸上知道的，没有争吵的迹象，没有受到外部袭击的证据，没人知道到底发生了什么。
西莉亚请求教母查清案子的真相，奥利弗再次找到侦探波洛，可波洛正忙着处理教授被杀案，况且拉文斯克夫妇死亡好多年，要找到线索是很难的。在奥利弗再三请求下，波洛便建议对方去伊斯特本找熟人询问，总有人记得些什么，从中了解拉文斯克夫妻间的关系，答案就藏在过去。
波洛和警督在案发现场研究案子，有人将教授带到了水疗房，值夜的人说门不是被破开的，很有可能是有人拿钥匙打开的门，但研究所里的钥匙并没有少。
正当两人在说案情时，大卫的助手玛丽来到水疗房，警督便对玛丽问话。玛丽来自波士顿，因为喜欢英国人的生活方式，便来到英国，目前住在离研究所步行十分钟左右的詹姆士街，和朋友住在一起，案发当晚玛丽照常回家，对事情并不知情，也不知道大卫和教授在研究所里。
尽管已经退休，教授每天都会去研究所，他有自己的时间表，晚上工作白天睡觉。妻子几年前去世后，教授也没有再婚，而研究所是由信托基金经营，大卫是受托人。大卫说父亲非常受人尊敬，没有仇人，教授放弃水疗法的实验已经很多年，而大卫也从没用过这个方法去治疗病人，从他记事一来，水疗房就没有使用过，但波洛认为凶手清楚怎么用水疗法，很有可能是教授的病人将他杀害的。
奥利弗把调查到的案件信息汇总给波洛，有人说拉文斯克在写印度的回忆录，他被一位年轻的女秘书迷住，为了娶这个女孩，他枪杀了妻子，但后来被自己做的事吓坏，就自杀了。还有一种可能，就是玛格丽特发现了丈夫的私情，枪杀丈夫后，又自杀了。还有说玛格丽特一直在生病，可能是癌症，她的头发好像掉光了，因为她有4顶假发。波洛抓住关键词，正常来说一个人是不会需要4顶假发的，但奥利弗对这一点也没有头绪。
波洛还需要思考教授的案子，便打算离开，奥利弗说起去见了一个保姆，保姆是在印度认识的拉文斯克夫妇，她确定这个家庭有精神问题，玛格丽特或者她的姐姐，其中一个精神不稳定，但保姆不确定是谁。这倒引起了波洛的兴趣，奥利弗接着说，姐姐在疯人院待了几年，听说是她会杀孩子，甚至可能是她自己的孩子，然后她接受了治疗，痊愈后就被假释或释放了，之后她去印度找玛格丽特，在那里又出了意外，是和孩子有关，不过事情被遮掩过去。
但这些线索还是没能解释，为何拉文斯克夫妇很恩爱，一起去悬崖边散步却发生了意外，还带上了枪和狗。关于狗的事情，有人说狗对玛格丽特很忠心，但另一个人说狗咬过她，模棱两可的记忆让波洛再次放弃。
不久德斯蒙德，也就是西莉亚的未婚夫找到波洛，一见面德斯蒙德就发起牢骚，对于继母查西莉亚的事情感到不满，但他这次上门的主要目的并不是为了这个。就在今晚有人在音乐学院袭击他，德斯蒙德怀疑是继母考克斯太太找人做的，因为继母很小气，占有欲也很强，如果有人和她作对，她就会报复。在他15岁的时候，考克斯太太带他去见了大卫，就因为德斯蒙德对一个人产生了依恋。如今她还想阻止德斯蒙德结婚，想用可怕的谣言吓走西莉亚，他和西莉亚小时候在印度认识，两人是青梅竹马。
两件案子算是找到了一点关联，波洛自然是要一查到底，于是找来了当初负责拉文斯克案子的探长。玛格丽特有个姐姐多萝西娅，嫁给了一名上校，但他们很不走运，上校在战争中死了，留下了她和两个孩子，之后最小的儿子掉进池塘淹死了，一开始人们说这件事要怪姐姐没照顾好弟弟，但后来才发现另有隐情。有个邻居说是多萝西娅对男孩很生气，把他推进池塘，按在水下淹死了儿子。在审讯中多萝西娅崩溃，完全疯了，不得不把她送去医院治疗，几年后，医院说她痊愈，多萝西娅就回去和家人住在一起。
但案发前三个星期，多萝西娅就死了，她吃了很多镇定剂，然后梦游离开屋子，在悬崖边上游走，之后失足掉下悬崖，第二天早上才找到她。玛格丽特没办法接受姐姐的死亡，情绪有点崩溃，在疗养院待了两个星期，回家后明显好多了，但三天后她就死了。其中的动机没人知道，拉文斯克的名声很好，也很爱他的妻子，夫妻两人晚上打扑克牌，一起去散步，不用为钱担心，虽然身体有点不太好，但也算正值盛年。
枪上有夫妻两人的指纹，无法确定最后是谁开的枪，所有证据都显示是自杀，但自杀一般都会留下遗书，却没在现场看见。那天房子里有厨师和管家，他们年龄有点大，视力看不清，耳朵也不好使。还有一个叫兹利的法国女孩，不擅长英文，以及一位园丁，但他有不在场证明。
波洛让奥利弗去找一下假发供应商，虽然奥利弗对他突然对案子这么积极感到疑惑，但还是按照波洛的话去做了。老板说玛格丽特刚开始只做了两顶假发，之后又订了两顶，是一位年轻的法国女士来拿走的，想来就是兹利。玛格丽特三个星期前才订了两顶假发，这么快又要订，老板对此也感到很奇怪，没多久就听见玛格丽特死亡的消息。
奥利弗将教女约在波洛的办公室见面，因为波洛有问题想当面询问她，波洛自我介绍过后开始进入正题。西莉亚表示并不知道未婚夫的生母是谁，也没见过她，小时候是一个叫兹利的法国女孩在照顾她。西莉亚很快就要结婚，她希望两人没有秘密，请求波洛找出真相。波洛：但是真相，小姐，可能会很残酷。
波洛拜托警督调查德斯蒙德的生母，查到他的生母是个演员，她搬去了加利福尼亚，在那里取得了电影上的极大成功，一年半之前，因服巴比妥过量去世，留下几百万美金财产，给了她儿子德斯蒙德的信托基金，二十五岁后德斯蒙德就能拿到，而这个基金会目前由考克斯太太管理。说完后警督就让波洛去一趟研究所，有新情况要和他说。
警督将助手玛丽带来，让她把话再和波洛说一遍。玛丽表示案发当晚大卫和她一起在公寓里，大卫担心会毁了玛丽的名声，就没把事情说出，但现在大卫成了嫌疑人，玛丽无法袖手旁观。一直到黎明两人都待在一起，之后玛丽回家洗了个澡，然后就回到研究所工作。波洛对她的坦白表达了赞赏，接着询问玛丽是什么时候到英国的，玛丽回答是六个月前坐法国号轮船来的，当波洛询问她三月十七号那天在做什么时，玛丽回答不上来，表示已经不记得了。这问题似乎和案情没关系，但波洛竟然问了，自然就有问的理由，后面我们就知道啦。
波洛找到大卫，得知大卫的妻子发现了他和玛丽的私情，所以不愿意替他作伪证，这也使他的嫌疑变大。于是波洛便把玛丽说出实情的事告诉他，大卫不再是嫌疑人了，大卫还夸赞玛丽是个好女孩。
波洛此行的目的主要是想了解教授的病人，于是向他打听多萝西娅，大卫对此人印象颇深，因为多萝西娅是他父亲成功治疗案例的其中一件 。丈夫的死亡使多萝西娅变得很脆弱，但没到精神失常的程度，她的家庭医生找到教授，表示多萝西娅没法用常规的办法熬过丧夫之痛。教授了解后认为她的情况非常危险，她有情绪不稳和暴力的倾向，多萝西娅应该接受仔细观察，事实证明教授是对的，因为之后就发生了第一次意外。多萝西娅说她的女儿用铲子打她的弟弟，之后弟弟就掉进池塘淹死了。但没多久就有女仆和电报投递员说看到多萝西娅把她的儿子推进水里，溺死在池塘。
然后多萝西娅开始接受精神病治疗，教授还同意使用了新的治疗方法，他们认为病人只要复原到一定程度，再接受水疗法和电击疗法，就能重新获得正常的生活。两三年后多萝西娅就康复回家，之后不久她去了印度，和她的双胞胎妹妹住在一起。
波洛打断，一直以来没人提到过玛格丽特和多萝西娅是双胞胎。因为威洛比教授是治疗双胞胎的权威，大卫就以为波洛应该是知道的。大卫继续说道，拉文斯克付全款给多萝西娅治病，之所以对小姨子这么好，是因为拉文斯克还是个年轻中尉时，多萝西娅也是个非常漂亮的女人，他很快就爱上了多萝西娅，最后可能是看到了多萝西娅背后的危险，所以选择向玛格丽特求婚。拉文斯克爱上了双胞胎，听着就很无语！不过这也让波洛更确定两件案子是有联系的，那就是研究所。
德斯蒙德有一场钢琴表演，波洛也来到现场，现在最关键的人物是要找到那个法国女孩兹利，但问过西莉亚，她也不知道兹利此刻在哪。众人都在全神贯注的欣赏表演，只有波洛在脑海里不停回想案子细节，大卫曾说过德斯蒙德记忆力很好，就连童年最小的事情都记得，他还爱上了大他15岁的兹利，德斯蒙德一定知道兹利在哪里！
中场休息波洛跟着到后台，起初德斯蒙德假装不知道兹利的住址，波洛便不让他离开，最后德斯蒙德没办法只好把地址给波洛。波洛在门口遇到一名警官， 牵着一条狗，于是向他询问拉文斯克夫妇的狗，是否会咬人。这让警官想起管家提起过在案发前几天狗攻击过女主人，而在对玛格丽特尸检时，也看到有被狗咬过的痕迹。
说完波洛从英国连夜赶往法国巴黎，兹利在巴黎开了一间小店，事情已经过去很久，兹利不愿再提，说话也一直避重就轻，波洛直接拆穿她知道所有的真相，并且兹利也爱着拉文斯克，兹利并不否认，波洛再次请求她将真相说出来。
兹利：我为什么要告诉你？我的人生那一天就结束了，就像是我也被枪杀了，我躲了起来，在巴黎的一条小街里，看看我！我没有人生可言，我现在为什么要说呢？
波洛表示兹利有着一颗善良的心，自己和兹利一样可能一生都不会结婚，但是西莉亚和德斯蒙德应该结婚，他们应该知道真相，这番话让兹利不免动容。
波洛将文件交给奥利弗，是德斯蒙德的生母留给他的遗产契约，上面写着直到德斯蒙德满二十五岁或是他结婚，无论哪一项先，他都可以获得一大笔钱。实际上考克斯太太真正关心的，不是拉文斯克夫妇的死亡真相，她只是想阻止这场婚事。因为考克斯太太偷用了这笔财产，她需要在被发现之前把钱还回去。
正当波洛还在说话时，德斯蒙德着急的找来，声称找不到西莉亚，在她去完研究所后，西莉亚就说要去伊斯特本驱鬼之类的话。波洛意识到西莉亚有危险，立刻带着几人前往伊斯特本，幸好及时赶到，否则西莉亚就要被推下楼，而罪魁祸首就是玛丽。
接下来就到波洛揭晓真相的时刻，玛格丽特为什么要买四顶假发，以及一向忠心的狗为何会突然攻击它的女主人。这都是因为这个狗很清楚此人并不是真正的女主人，她其实是戴着假发的多萝西娅，毕竟狗是靠嗅觉识别人类的。年轻的时候拉文斯克拒绝了多萝西娅，转头却迎娶她姐姐，这让多萝西娅变得嫉妒，她的生活也脱轨了，最后一个或两个孩子死在了她的手里，拉文斯克知道后很自责，便付钱让研究所给她治病。
但情况并没有变好，就在姐妹俩一起出门散步的时候，多萝西娅将姐姐推下悬崖，拉文斯克没看见妻子就知道她出了事，于是和兹利一起去寻找，在悬崖边找到了奄奄一息的玛格丽特。玛格丽特让丈夫不要责怪妹妹，她认为妹妹只是生病了，不知道自己在做什么，希望丈夫能够保护妹妹，面对妻子最后的遗言，拉文斯克只能答应。
拉文斯克和兹利将玛格丽特推进海里，两人约定一起保守秘密 ，然后对外说是多萝西娅梦游摔死了。之后他们将多萝西娅藏在小屋里七至十天，拉文斯克告诉别人，他的妻子精神崩溃，在疗养院里修养，最后兹利买了两顶假发给多萝西娅，并把她带回家。每个人都以为拉文斯克太太之所以行为怪异，是因为她还沉浸在妹妹死亡的悲痛中，多萝西娅如愿以偿的成为了拉文斯克的妻子，但一切都在拉文斯克的计划中。
拉文斯克带着多萝西娅来到悬崖边，将枪交给她，趁她还没反应过来，直接吻了过去，这才留下了多萝西娅的指纹。之后又把枪拿回，将多萝西娅杀掉后，再开枪自杀。
玛丽其实就是多萝西娅的女儿，上次见面波洛就知道玛丽不是来自波士顿的，如果她是真的，就不可能不知道三月十七号是圣帕特里克节，并且玛丽的口音也不对，于是波洛就对她的身世进一步调查。玛丽也是杀害威洛比教授的凶手，因为多萝西娅曾经给女儿寄过信，诉说教授对他实施的酷刑，玛丽为了给母亲报仇，才会千里迢迢来到英国。
其实案发当天，玛丽也在那座房子里，是多萝西娅让她去的，玛丽听见了拉文斯克的全部计划，但那时她还小，阻止不了任何事，兹利把玛丽送去了她的亲戚家，并隐瞒她在场的事情。
就此真相大白，西莉亚和未婚夫终于可以毫无顾虑的结婚，这一场由嫉妒引发的悲剧也终于完结。
