Eine Zugfahrt nach Schanghai wird für die geheimnisvolle Shanghai Lily (Marlene Dietrich) zur Reise in die Vergangenheit - und mitten hinein in ein lebensgefährliches Abenteuer. An Bord trifft sie auf ihren einstigen Geliebten, Captain Donald Harvey (Clive Brook). Zwischen ihnen lodern alte Gefühle auf, doch die Vergangenheit steht zwischen ihnen. Unter den Mitreisenden befindet sich ein zwielichtiger Händler, der Lily auf unangenehme Weise Avancen macht. Erst scheint er nur ein aufdringlicher Passagier zu sein, doch bald wird klar, dass er mehr ist, als er vorgibt zu sein.
Als chinesische Rebellen den Zug überfallen und Harvey als Geisel nehmen, entpuppt sich der Händler als ihr Anführer. Plötzlich steht Lily vor einer folgenschweren Entscheidung. Um den Mann zu retten, den sie vielleicht nie aufgehört hat zu lieben, muss sie sich auf ein riskantes Spiel einlassen - mit ungewissem Ausgang.