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Sinopsis
Una muchacha llamada Bambi (Catherine Allégret) sube en Avignon al tren de noche que va desde Marsella hasta París. En el mismo compartimento viajan Eliane Darrès (Simone Signoret), una actriz ya veterana que regresa de recorrer los escenarios de su próxima película; Georgette Thomas (Pascale Roberts), la atractiva representante de una marca de perfumes, otros dos pasajeros: René Cabourg (Michel Piccoli) y Bob Rivolani (Paul Pavel). Bambi aprovecha la sexta cama que queda libre para deslizar en ella a Daniel (Jacques Perrin), un joven que viaja sin billete. A la mañana siguiente, cuando el tren llega a París y Daniel regresa a su compartimento para recoger su maleta, descubre el cadáver de Georgette y, atemorizado por su situación irregular, se aloja en el apartamento de Bambi. El inspector Grazzi (Yves Montand) asume la investigación bajo las órdenes del comisario Tarquin (Pierre Mondy) y con la colaboración del ayudante Jean-Lou Gabert (Claude Mann). Un primer examen del cadáver y sus pertenencias descarta el robo apunta que el crimen puede haber sido obra de un sádico. La policía publica entonces un anuncio en el periódico para que los demás pasajeros se pongan inmediatamente en contacto con la comisaría. El primero en hacerlo es el inquietante Cabourg, pero apenas ha llamado desde una cabina telefónica, es asesinado en los lavabos del recinto en el que acababa de presenciar un combate de boxeo. Grazzi y Jean-Lou visitan entonces a Eliane, que convive con Eric Grandin (Jean-Louis Trintignant), un joven gigoló aparentemente ajeno al conflicto. Durante el interrogatorio ella revela que oyó la voz de un joven pero poco después de su declaración es atrapada dentro del ascensor y muere acribillada por un desconocido. La misma suerte corre Rivolani, es siguiente testigo, y ya solo quedan Bambi y Daniel como sospechosos. Temiendo por su vida, este decide telefonear a Grazzi, pero la llamada es interceptada por Jean-Lou, autor de un crimen perfecto cometido con la complicidad de Eric para eliminar a Eliane dentro de una cadena de asesinatos destinada a despistar a la policía. Daniel consigue zafarse de Jean-Lou, y éste, perseguido por Grazzi, es detenido junto al Sena. Acorralado, utiliza su pistola para suicidarse.
