События фильма разворачиваются в 1927 году. Крупный японский предприниматель Сайто едет в Москву на транссибирском экспрессе, чтобы наладить торговые связи между Москвой и Токио. Этим планам намерена помешать западная разведка. Иностранные шпионы отправляют этим же рейсом убийцу, который должен физически убрать японского бизнесмена до того, как он успеет доехать до Москвы. Данные планы становятся известны советской разведке. Разведчик Чадьяров отправлен на свое новое задание – предотвратить убийство Сайто. Шпионский детектив «Транссибирский экспресс» является продолжением фильма «Конец атамана». Фильм стал вторым в тетралогии о разведчике Чадьярове.
