הסרט נפתח בהצגת שני שבויי מלחמה הקוברים גופת אדם בבית קברות במחנה שבויים יפני במערב תאילנד במלחמת העולם השנייה. התנאים במחנה הם גרועים ביותר. האסירים נתונים למשמעת אכזרית, מנוצלים לעבודות כפייה וסובלים מרעב ומתנאים סניטריים גרועים. שני השבויים, קומנדר שירס האמריקני (ויליאם הולדן) וקורפורל וויבר האוסטרלי, שרדו בתנאים אלו רק בשל כך ששיחדו את השומרים וקיבלו עבודות קשות פחות המיועדות לחולים. בעודם עובדים, מגיעה קבוצה גדולה של אסירים בריטים, הצועדים באופן מתריס כשהם שורקים את המנגינה "המארש של קולונל בוגי". בראש השבויים קולונל ניקולסון (אלק גינס) קצין בעל הדרת פנים, הנראה כמי שהשבויים סרים למרותו.
מפקד המחנה היפני, קולונל סאיטו (ססואה הייאקווה) פונה אל השבויים ומסביר להם את הכללים במחנה. הוא מתעקש כי כל השבויים, בלי הבדל דרגה, יעבדו בבניית גשר על הנהר קוואי, כחלק מפרויקט של הנחת פסי רכבת המיועדים לחבר בין בנגקוק ורנגון, בירת בורמה.
בבוקר שלמחרת, כאשר סאיטו מורה לאנשים לצאת לעבודה, פוקד ניקולסון על קציניו שלא להתייצב. הוא מפנה את סאיטו להוראות אמנת ז'נבה שלפיהן קצינים שנשבו פטורים מעבודה פיזית. סאיטו רותח מזעם, אך ניקולסון עומד על שלו, אף כשסאיטו מאיים שיוציא להורג את כל הקצינים הסרבנים. קצין רפואה בריטי, מייג'ור קליפטון (ג'יימס דונלד), מניא את סאיטו מכוונתו לרצוח את הקצינים, באומרו כי הדבר יוביל לחקירה שעלולה לפגוע בו. סאיטו מותיר את ניקולסון וקציניו כשהם עומדים בחום הכבד. במהלך היום מתמוטט אחד מהם, אך ניקולסון ושאר הקצינים מחזיקים מעמד בעמידת דום מתריסה, והם נותרים עומדים על מקומם גם כשחייליהם שבים מעבודותיהם. אז כולא סאיטו את הקצינים בכלוב, ואת ניקולסון בתא קטן ומבודד ללא חלונות. התנאים בחום הכבד הם בלתי נסבלים, אך ניקולסון מחזיק מעמד.
בינתיים נתקלת בניית הגשר בקשיים חמורים, ונמצאת בפיגור ניכר בלוח הזמנים לו מחויב סאיטו. חלק מהכישלון נובע מכך שהאסירים הבונים את הגשר מחבלים באופן מכוון בבנייה. סאיטו מגלה לניקולסון כי אם לא יעמוד בלוח הזמנים, הוא יאלץ לבצע התאבדות יפנית טקסית המכונה "ספוקו". בלית ברירה משחרר סאיטו את ניקולסון ופוטר את הקצינים מעבודה, כביכול לרגל יום השנה לניצחונה של יפן במלחמת רוסיה יפן. ניקולסון וקציניו שבים לחייליהם ומתקבלים בהתלהבות, בעוד שסאיטו פורץ בחדרו בבכי של ייאוש.
ניקולסון עורך מסדר לחייליו ומוצא כי המשמעת בקרבם אינה לרוחו. הוא מחליט כי עליהם לעבוד באופן מסודר על מנת לשמור על המסגרת הצבאית ועל כבודם כחיילים. הוא מורה לקפטן ריבס (פיטר ויליאמס) ולמייג'ור יוז (ג'ון בוקסר) לתכנן בניית גשר ראוי. נראה כי בכוונתו לבנות גשר, על אף שברור כי לגשר זה יהיה ערך צבאי רב לאויב היפני.
בינתיים, שירס, וויבר וקצין אנגלי נוסף מנסים להימלט. וויבר והקצין האנגלי נהרגים, אך שירס מצליח לקפוץ לתוך הנהר, ורודפיו מניחים כי מת. לאחר מסע בן ימים רבים בג'ונגל מגיע שירס לכפר מקומי, ותושביו מסייעים לו להגיע אל הקווים הבריטים. הוא נשלח לבית חולים בריטי בקולומבו, בירת ציילון על מנת להחלים שם.
בבית החולים זוכה שירס לביקורו של מייג'ור וורדן (ג'ק הוקינס) איש הכוחות המיוחדים הבריטיים. הוא כופה על שירס להצטרף אליו למבצע בו יושמד הגשר אותו בונים ניקולסון ואנשיו. וורדן יודע כי שירס אינו קצין כי אם חוגר מתחזה, שלבש את מדיו של שירס האמיתי שנהרג, על מנת לקבל יחס טוב יותר במחנה השבויים, וכי אם הדבר יוודע יהיה צפוי לעונש מוות. לשירס אין ברירה אלא להצטרף למבצע, ומובטח לו כי יקבל חנינה לכשישוב. שירס מצטרף לחבורתו של וורדן, הכוללת גם לויטננט קנדי בשם ג'ויס (ג'פרי הורן) וקצין נוסף בשם קפטן צ'פמן.
ניקולסון, שבניית הגשר הפכה לו לאובססיה, דוחף את אנשיו במחנה השבויים להשלים את העבודה בזמן. כאשר הוא רואה שהבנייה עדיין מפגרת אחר לוח הזמנים, הוא מכריח גם את הקצינים לעבוד עבודה פיזית, וגם הקצינים היפנים מצטרפים למאמץ. ניקולסון מבין כי המיקום שנבחר לגשר הוא גרוע, וכי במיקום זה לא יחזיק הגשר מעמד לעולם. הוא נוטש את אתר הבנייה ובונה גשר חדש, מאות מטרים במורד הנהר.
אנשי הכוחות המיוחדים מוצנחים אל האזור, ובמהלך הנחיתה נהרג צ'פמן. היתר עושים את דרכם במעלה הנהר ונעזרים במדריך מקומי בשם יאי. במהלך היתקלות עם היפנים נורה וורדן ברגלו, אך הקבוצה מצליחה להגיע בזמן לאתר בו הגשר הולך ונבנה.
שירס וג'ויס מצליחים להניח חומרי נפץ בבסיס הגשר בחסות החשיכה, ומתכננים לפוצץ את הגשר כאשר תעלה עליו הרכבת היפנית הראשונה, שעליה אמורים להיות קצינים יפנים בכירים וחיילים רבים.
עם עלות השחר, נחרדים אנשי הקומנדו לגלות כי נסיגת פני הנהר חשפה את חומרי הנפץ, והם גלויים לעיני כל. ניקולסון, העורך סקירה אחרונה בטרם ייחנך הגשר, מגלה את חומרי הנפץ, ומפנה אליהם את תשומת לבו של סאיטו. הרכבת מתקרבת, ושני הקצינים רצים במהירות אל גדת הנהר, בעקבות הכבל המוביל מחומרי הנפץ אל ג'ויס האמור להפעיל את הפיצוץ, ומחכה בסבך השיחים ליד הנפץ. כאשר הם מתקרבים, דוקר ג'ויס את סאיטו למוות. ניקולסון קורא לעזרה ומנסה לעצור את ג'ויס שאינו יכול להביא עצמו לפגוע בניקולסון. כאשר ג'ויס נפגע, מגיע שירס לסייע לו, אך הוא נורה ונהרג בדיוק לפני שהוא מגיע אל ניקולסון.
ניקולסון מזהה את שירס, והדבר מביא אותו למחשבה על מעשיו. הוא שואל עצמו בקול "מה עשיתי". וורדן, שהמתין בסמוך, יורה במרגמה ופוצע את ניקולסון אנושות. ניקולסון הפצוע מגיע אל הנפץ, מתמוטט עליו, וגורם להפעלתו. הגשר מתפוצץ בדיוק כאשר עוברת עליו הרכבת היפנית. הרופא, קליפטון, המביט בהרג, מניד את ראשו באמרו "טירוף... טירוף...".