Der Film handelt von einer Gruppe britischer Kriegsgefangener Anfang 1943 in einem japanischen Lager in Burma. Die Gefangenen sollen eine hölzerne Eisenbahnbrücke über den Mae Nam Khwae Yai (übersetzt: „Großer Nebenfluss“, Khwae-Yai: „Kwai“) errichten. Damit die Brücke termingerecht fertiggestellt wird, teilt der japanische Lagerkommandant, Oberst Saito, zunächst auch die britischen Offiziere zur Arbeit ein. Der Kommandeur des gefangengenommenen Bataillons, Lieutenant Colonel (Oberstleutnant) Nicholson, widersetzt sich diesem Befehl und beruft sich dabei auf die Genfer Konvention. Saito reagiert mit drastischen Strafen gegenüber den Offizieren, lenkt aber aufgrund deren Standhaftigkeit und aus Gründen der schlechten Arbeitsmoral der englischen Soldaten schließlich ein – die Offiziere werden von der körperlichen Arbeit befreit und erhalten Führungstätigkeiten auf der Baustelle.[1]
Nicholson verweigert seinerseits die Vorbereitung von Fluchtversuchen, da er annimmt, weil er einst den Befehl zur Kapitulation erhalten habe, sei es nun seine Pflicht, ein guter Gefangener zu sein. Er bemüht sich darum, dass seine Soldaten ihren Stolz und ihre Würde behalten und sich nicht wie einfache Sklavenarbeiter von den japanischen Bewachern erniedrigen lassen. Er glaubt allerdings, seine Männer bräuchten eine Beschäftigung, und er will Saito zudem aus Stolz die Überlegenheit der britischen Soldaten beweisen, indem er eine technisch aufwendigere Brücke in kürzerer Zeit errichtet, obwohl er sich eigentlich bewusst sein müsste, damit dem Feind zu helfen, doch dafür ist er blind. Die Aufgabe treibt die Soldaten zu Höchstleistungen, und die Brücke wird rechtzeitig fertiggestellt. Saito muss nach der Fertigstellung indirekt die Überlegenheit der Gefangenen eingestehen.
Während dieser Zeit ist Commander Shears, ein desillusionierter Amerikaner, aus dem Gefangenenlager geflohen. Von den Strapazen im Urwald erschöpft, wird er zuerst von Einheimischen und dann in einem englischen Lazarett gepflegt. Als er sich erholt hat, wird er wieder eingesetzt, um als Ortskundiger zusammen mit einem alliierten Kommando bei der Sprengung der Brücke mitzuhelfen, obwohl sich herausstellt, dass Shears nur vorgetäuscht hatte, Offizier zu sein, um besser behandelt zu werden.
Bei der Einweihung der Brücke entdeckt Nicholson das Zündkabel, da der Flusspegel über Nacht gesunken ist. Er führt Saito zu den Sprengladungen und versucht mit Hilfe der Japaner, die Sprengung zu verhindern. Saito wird hierbei vom kanadischen Lieutenant Joyce, der den Zünder bedienen soll, erstochen. Es kommt zu einem Feuergefecht zwischen den japanischen und den alliierten Soldaten. Nicholson versucht währenddessen, die Sprengung zu verhindern – für ihn ist die Brücke zu mehr geworden als zu einem Bauwerk für den Feind, nämlich zu einem Symbol des Überlebenswillens seiner Soldaten. Joyce wird von einem japanischen Soldaten erschossen. Shears schwimmt durch den Fluss zu Nicholson und wird dabei ebenfalls angeschossen und stirbt. Nachdem Nicholson Shears erkannt hat, begreift er endlich, dass seine Hilferufe (und womöglich auch sein Entschluss, den Japanern eine bessere Brücke zu bauen) Fehler waren, und will selbst den Sprengsatz auslösen. Er wird aber durch Splitter eines Mörsergeschosses, abgefeuert vom britischen Major Warden, getroffen und fällt schließlich sterbend auf die Zündvorrichtung; die Explosion wird ausgelöst, als der erste japanische Zug die Brücke gerade überquert. Die Handlung des Films endet somit (anders als im Buch) mit der Zerstörung der erbauten Holzbrücke.