A principios de 1943, un contingente de prisioneros de guerra británicos llega a un campo de prisioneros japonés en Tailandia, dirigido por el teniente coronel Nicholson. El comandante de la marina estadounidense Shears cuenta las horribles condiciones. Nicholson prohíbe cualquier intento de fuga porque el cuartel general les ha ordenado que se rindan, y las fugas podrían considerarse un desafío a las órdenes. Además, la densa selva que los rodea hace que la huida sea prácticamente imposible.

El coronel Saito, comandante del campo, informa a los nuevos prisioneros de que todos trabajarán, incluso los oficiales, en la construcción de un puente ferroviario sobre el río Kwai que conectará Bangkok y Rangún. Nicholson se opone, informando a Saito de que la Convención de Ginebra exime a los oficiales del trabajo manual. Después de que los soldados rasos sean conducidos al lugar del puente, Saito amenaza con fusilar a los oficiales, hasta que el comandante Clipton, el oficial médico británico, advierte a Saito de que hay demasiados testigos para que se salga con la suya. Saito deja a los oficiales de pie todo el día bajo el intenso calor. Esa noche, los oficiales son colocados en un barracón de castigo, mientras que Nicholson es golpeado y encerrado en una caja de hierro.

Shears y otros dos escapan. Sólo él sobrevive, aunque está herido. Se adentra en una aldea birmana, es atendido y finalmente llega a la colonia británica de Ceilán.

Las obras del puente avanzan mal, tanto por los defectuosos planes de ingeniería japoneses como por la lentitud de los prisioneros y el sabotaje deliberado. Se espera que Saito cometa un suicidio ritual si no consigue cumplir el plazo que se acerca rápidamente. Desesperado, aprovecha el aniversario de la victoria japonesa de 1905 en la guerra ruso-japonesa como excusa para salvar la cara; anuncia una amnistía general, liberando a Nicholson y a sus oficiales y eximiéndolos del trabajo manual. Nicholson se escandaliza por el mal trabajo realizado por sus hombres y ordena la construcción de un puente en condiciones, con la intención de que sea un homenaje al ingenio del ejército británico durante siglos. Clipton se opone, creyendo que esto es una colaboración con el enemigo. La obsesión de Nicholson por el puente le lleva finalmente a ordenar a sus oficiales que realicen trabajos manuales.

Shears disfruta de su estancia en el hospital de Ceilán sin saberlo dentro de una escuela de comandos denominada "Fuerza 316" (probablemente basada en la Fuerza 136 del mundo real del Special Operations Executive (SOE)). El comandante Warden del SOE invita a Shears a unirse a una misión de comandos para destruir el puente justo cuando está terminado. Shears intenta librarse de la misión confesando que se ha hecho pasar por un oficial, con la esperanza de recibir un mejor trato por parte de los japoneses. Warden responde que ya lo sabía y que la Marina estadounidense había acordado transferirlo al SOE británico con el rango simulado de Mayor para evitar la vergüenza. Al darse cuenta de que no tiene otra opción, Shears se ofrece como voluntario.

Warden, Shears y otros dos comandos se lanzan en paracaídas en Tailandia; uno de ellos, Chapman, muere al caer en un árbol, y Warden resulta herido en un encuentro con una patrulla japonesa y debe ser llevado en una litera. Él, Shears y Joyce llegan al río a tiempo con la ayuda de las portadoras siamesas y de su jefe de aldea, Khun Yai. Al amparo de la oscuridad, Shears y Joyce colocan explosivos en las torres del puente. Está previsto que un tren con importantes dignatarios y soldados sea el primero en cruzar el puente al día siguiente, y Warden quiere destruirlo. Sin embargo, al amanecer, el nivel del río ha bajado, dejando al descubierto el cable que conecta los explosivos con el detonador. Nicholson descubre el cable y se lo hace saber a Saito. Cuando el tren se acerca, se apresuran a bajar a la orilla del río para investigar. Joyce, que maneja el detonador, rompe la cobertura y apuñala a Saito hasta la muerte. Nicholson grita pidiendo ayuda, mientras intenta impedir que Joyce alcance el detonador. Cuando Joyce es herido por el fuego japonés, Shears cruza a nado, pero él mismo es herido. Al reconocer a Shears, Nicholson exclama: "¿Qué he hecho?".

Warden dispara un mortero, matando a Shears y a Joyce e hiriendo mortalmente a Nicholson. Moribundo, Nicholson tropieza con el detonador y cae sobre el émbolo, haciendo volar el puente y lanzando el tren al río. Warden les dice a las siamesas que tenía que evitar que nadie cayera en manos del enemigo y se marcha con ellas. Al ver la carnicería, Clipton sacude la cabeza y murmura: "¡La locura! ... ¡La locura!"