Double Indemnité, publié en 1934, est le deuxième roman de Cain et se déroule dans la jeune ville en plein essor d’Hollywood. Dans une ville où les vendeurs d’assurances sont proches du bas de la hiérarchie sociale, Walter Huff est considéré comme « moyen ». Pourtant, il est assez avisé pour franchir la porte et faire parler le prospect, sauf que lorsqu’il appelle un certain M. Nirdlinger au sujet du renouvellement de sa police d’assurance automobile, il finit par parler à la femme de son client, Phyllis. Phyllis est attirante, mais elle a l’air un peu délavée. Elle semble s’intéresser à une police automobile pour son mari, mais elle dit à Walter qu’elle l’appellera et lui fera savoir quand il pourra revenir.
Lorsque Walter revient, Phyllis flirte avec lui et il se retrouve attiré par elle. Son attirance ne l’empêche pas pour autant de vouloir souscrire une police d’assurance accident sur son mari puis d’arranger un « accident » pour pouvoir toucher l’assurance double indemnité. Pendant longtemps, Walter s’est demandé comment il pourrait déjouer le système et frauder la compagnie d’assurance, alors il accepte d’être son partenaire dans ce crime. Il insiste sur le fait que son mari doit mourir d’un accident de train. De cette façon, le gain serait de 50 000 $ (690 000 $ dans la devise d’aujourd’hui).
Sur une période de plusieurs mois, ils élaborent leur plan, qui consiste à mettre en scène la mort du mari de Phyllis en le tuant d’abord puis en le jetant près des voies ferrées. Walter se fera alors passer pour le mari, montera dans le train, se fera remarquer, puis descendra près de l’endroit où le corps du mari a été planqué.
Walter se prépare un alibi prudent et, avec l’aide de Phyllis, élimine le mari, monte à bord du train et se fait passer pour M. Nirdlinger, en s’assurant qu’il y a des témoins de sa présence dans le train. Au cours des semaines qui ont suivi le crime, plusieurs personnes, comme la belle-fille de Phyllis, et Keyes, l’enquêteur du cabinet de Walter, ont soulevé des soupçons sur «l’accident», mais la révélation la plus troublante pour Walter est que certaines informations qu’il apprend de sa belle-fille semblent suggérer que Phyllis a peut-être assassiné l’ex-femme de son mari pour acquérir Nirdlinger et son argent pour elle-même. Walter est tellement gêné par ses découvertes sur Phyllis qu’il décide qu’il doit s’en débarrasser, et il organise une réunion dans un parc. Phyllis n’arrive pas, mais quelqu’un en dissimulation tire sur Walter, le blessant. Lorsqu’il se réveille à l’hôpital, l’enquêteur de l’assurance lui rend visite pour lui dire qu’il a les coupables : la fille de Nirdlinger et son petit ami. Walter décide d’avouer et de conclure un accord avec l’enquêteur comme suit : si l’enquêteur prend des dispositions pour que Walter s’échappe du pays, Walter lui remettra des aveux signés afin que la compagnie d’assurance n’ait pas à payer la réclamation.
L’enquêteur accepte, les arrangements sont terminés, mais après que Walter monte à bord d’un navire pour le Mexique, il découvre que Phyllis est également sur le navire, et ils soupçonnent tous les deux que leurs pseudonymes ne les protégeront pas de l’arrestation une fois qu’ils auront atteint leur destination. Ils décident de se suicider en sautant par-dessus bord.