Représentant en assurances, Walter Neff est ébloui par Phyllis Dietrichson, qui le persuade de tuer son mari afin de toucher sa police d'assurance. Walter prend les choses en main et imagine de le faire mourir au cours d'un voyage ferroviaire, car une clause prévoit une double indemnité dans ce cas. Tout se passe comme prévu. Mais Barton Keyes, collègue de Walter et fin limier, enquête sur cette mort suspecte.