Poirot, en voyage, retrouve Hastings en Mésopotamie. Au moment de leur arrivée sur un site archéologique dirigé par le Dr Leidner, la police mène l'enquête sur le meurtre d'un arabe. Mais dans la nuit, Mrs Leidner, la femme de l'archéologue, est effrayée par un visage. Le lendemain, alors que le frère de l'arabe est interpelé après avoir voulu tuer Mr Mercado pour le venger, Mrs Leidner parle à Poirot de son premier mari mort dans un accident de train quelques années plus tôt et des lettres de menaces qu'elle a reçu de sa part après sa mort. Mais plus tard, elle est tuée dans sa chambre. Tout le monde semble avoir des secrets et c'est donc au tour de Poirot de commencer à fouiller.
Selon les témoins, personne n'est entré dans sa chambre à l'heure du crime, alors l'assassin qui se fait passer pour le premier mari est l'un des membres de l'expédition. Au cours de l'enquête, alors que le masque qui a servi à effrayer la victime avant sa mort dans la chambre de l'assistante Anne Johnson, Joseph Mercado est retrouvé suicidé et a laissé une lettre confessant le meurtre de l'arabe à cause de sa toximanie. La nuit suivante, Anne Johnson, empoisonnée à l'acide, révèle à Poirot l'indice qui conduira au meurtrier, avant de mourir. Le lendemain, les autorités lancent un mandat d'arrêt contre le faux Père Lavigny qui a pris la fuite durant la nuit pour trafic d'antiquités, tandis que le détective identifie l'assassin…
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