상하이 익스프레스의 많은 승객들은 내전으로 인해 여행이 예상보다 3일이 더 걸릴지도 모른다는 사실보다 유명인 상하이 릴리(마를렌 디트리히 분)에 관심이 더 많다. 영국 군의사인 도날드 하비(클라이브 브룩 분)은 릴리가 유명해지기 전부터 그녀를 알고 지냈다. 이 때 중국 열차강도가 기차를 공격하고 하비가 인질로 잡히게 되는데...