Действие происходит в конце 1930-х годов на небольшом Негритянском острове^[1] вблизи побережья Девона. 8 августа восемь абсолютно незнакомых друг с другом людей из разных слоёв общества приезжают на остров по приглашению мистера и миссис А. Н. Оним (Алек Норман Оним и Анна Нэнси Оним). Онимов на острове нет, гостей встречает супружеская пара слуг. В гостиной стоит поднос с десятью фарфоровыми негритятами^[2], а в комнате у каждого из гостей висит детская считалка, напоминающая «Десять зелёных бутылок»:

Когда гости собираются в гостиной, дворецкий Роджерс, по оставленному ему письменному приказу Онима, включает граммофон. Гости слышат голос, который предъявляет им обвинения в совершённых убийствах. Гости начинают подозревать дурную шутку. Выясняется, что никто из присутствующих, включая слуг, лично не встречался с Онимами, а гости приглашены на остров под вымышленными предлогами. Судья Уоргрейв замечает, что прочитанное слитно имя А. Н. Оним звучит как АНОНИМ, то есть «неизвестный». Судья заявляет, что Оним, скорее всего, опасный маньяк и убийца. Все присутствующие, за исключением Ломбарда, отрицают свою виновность в предъявленных обвинениях. Гости решают наутро покинуть остров. Сразу после этого умирает Марстон — в бокале виски оказался цианистый калий. Роджерс замечает, что один из фарфоровых негритят исчез (в оригинале разбит).

Наутро Роджерс обнаруживает, что его жена мертва, в её бокал подмешали смертельную дозу снотворного. Лодка, которая их привезла, против обыкновения не приплывает, к тому же поднимается буря, и гости застревают на острове. Они начинают умирать один за другим в соответствии с детской считалкой про негритят, статуэтки которых исчезают с каждой смертью.

Армстронг, Блор и Ломбард обыскивают остров и дом, но никого постороннего не обнаруживают. Макартура находят убитым на берегу моря — кто-то ударил его по голове тяжёлым предметом. Уоргрейв заявляет, что убийца среди гостей, поскольку больше никого на острове нет. На момент совершения всех трёх убийств ни у кого не было алиби, все остающиеся в живых оказываются под подозрением.

Утром 10 августа дворецкого Роджерса находят зарубленным. В то же утро умирает Эмили Брент от укола цианистого калия — её укололи шприцем доктора Армстронга. Оставшиеся в живых решают обыскать вещи друг друга, при этом выясняется, что исчез револьвер Ломбарда, который тот привёз с собой.

Вечером Вера поднимается к себе в комнату, минуту спустя остальные слышат её крики. Мужчины бросаются в комнату Веры и обнаруживают, что она потеряла сознание, потому что в темноте коснулась подвешенных к потолку водорослей. Вернувшись в зал, они находят судью сидящим в кресле, одетым в красную мантию и парик; на лбу видно пулевое отверстие. Армстронг констатирует смерть судьи. Ломбард находит револьвер в своем ящике.

Этой же ночью Блор замечает, что (как ему кажется) Армстронг покидает дом. Он и Ломбард отправляются за ним в погоню, но Армстронг исчезает. Теперь оставшиеся уверены, что доктор и есть убийца. Утром 11 августа они выходят из дома и остаются на скале. С помощью зеркала они посылают на материк сигнал бедствия, но не получают ответа. Блор возвращается в дом за едой, Вера и Ломбард слышат странный грохот. Они находят Блора убитым — на его голову сбросили мраморные часы в форме медведя. Затем они находят тело Армстронга, выброшенное на берег приливом.

Остаются только Вера и Ломбард. Вера решает, что Ломбард — убийца. Она предлагает ему перенести тело Армстронга подальше от воды, и в это время заполучает револьвер и убивает Филиппа. Вера возвращается в дом, уверенная, что она в безопасности, заходит в свою комнату и видит петлю и стул. В глубоком шоке от пережитого и увиденного, испытывая угрызения совести от убийства Сирила, она поднимается на стул и вешается.

Прибывшая на остров полиция находит 10 трупов. Инспектор Мейн и сэр Томас Лэгг из Скотленд-Ярда пытаются с помощью дневников, которые вели некоторые из погибших, восстановить хронологию событий и разгадать тайну убийств на Негритянском острове. Мейн отмечает, что убитые сами были виновны в убийствах, оставшихся безнаказанными, и предполагает, что их убийца решил таким образом восстановить справедливость. Но в конце концов они заходят в тупик — остров до прибытия полиции никто не покидал, а все возможные версии происшедшего противоречат фактам:

• Армстронг истребил всех, после чего бросился в море, его тело было прибито к берегу приливом. Однако его тело лежало выше линии прилива, и по его позе было ясно, что кто-то вынес его на берег.

• Филипп Ломбард обрушил часы на голову Блора, заставил Веру повеситься, вернулся на пляж (там было найдено его тело) и застрелился. Однако револьвер лежал перед комнатой судьи.

• Уильям Блор застрелил Ломбарда и заставил Веру повеситься, после чего обрушил себе на голову часы. Но такой способ самоубийства выглядит крайне странно, а полицейским известно, что Блор был прохвостом, стремления к справедливости у него не было.

• Вера Клейторн застрелила Ломбарда, сбросила на голову Блора мраморные часы, а потом повесилась. Но кто-то подобрал опрокинутый ею стул и поставил его у стены.

Рыбаки находят бутылку с письмом и передают его в Скотланд-ярд. Автор письма — судья Уоргрейв. Ещё в юности он мечтал об убийствах, но ему мешало стремление к справедливости, из-за чего он и стал юристом. Будучи неизлечимо больным, он решил удовлетворить свою страсть, совершив идеальное преступление. Уоргрейв отобрал девять человек, совершивших убийства, но по каким-то причинам избежавших наказания. Десятым стал наркодилер Айзек Моррис, через которого Уоргрейв приобрёл остров. Отъезжая на остров, судья отравил Морриса. Находясь на острове, он истребил остальных. Убив мисс Брент, он вступил в сговор с Армстронгом, заявив тому, что подозревает Ломбарда. Армстронг помог судье инсценировать смерть, после чего убийца ночью выманил его на скалу и сбросил в море. Затем судья сбросил часы на голову Блора, а после того, как Вера застрелила Ломбарда, прикрепил в её комнате петлю и поставил под ней стул. Убедившись, что Вера повесилась, Уоргрейв убрал упавший стул и поставил его к стене, затем убедился, что тело Армстронга вытащено, поднялся к себе и застрелился, привязав револьвер резинкой к двери и к очкам, которые подложил под себя. После выстрела резинка отвязалась от двери и повисла на дужке очков, револьвер упал у порога. Полиция, по расчёту Уоргрейва, не должна догадаться о назначении резинки, а значит, подумает, что пистолет около порога комнаты судьи выронила Вера, но стул, стоящий у стены в комнате должен будет поставить полицию в тупик так как если Вера убила судью и повесилась, то непонятно кто поставил к стене стул, без которого Вера повеситься не могла. Перед тем, как совершить самоубийство, Уоргрейв понял, что хочет оставить признание. По мнению судьи, полиция может догадаться о произошедшем, если учтёт ещё и Айзека Морриса как 11-ю жертву и сообразит, что один из погибших лишний. Это в совокупности с резинкой может помочь полиции вычислить убийцу. Письмо в бутылке — по мнению Уоргрейва — последний шанс, который провидение может дать миру, чтобы тайна Негритянского острова была раскрыта.