สารวัตรหนุ่มใหญ่ (สมภพ เบญจาธิกุล) ที่มากด้วยไหวพริบ และผู้หมวดหนุ่มหน้าใหม่ (กมล ศิริธรานนท์) ที่เพิ่งย้ายราชการมาใหม่ ต้องรับผิดชอบคดีการเสียชีวิต ของหญิงสาวไม่ทราบชื่อ (พิมพ์พรรณ ชลายคุป) เมื่อเข้าไปรับผิดชอบคดี ที่ดูเหมือนเป็นการเสียชีวิตด้วยอุบัติเหตุ ภายใต้แรงกดดันจากทุกทิศทาง แต่พอเข้าไปใกล้รูปคดีมากยิ่งขึ้น กลับกลายพบเงื่อนงำบางอย่าง ที่บ่งบอกว่า นี่คือคดีฆาตกรรมที่อื้อฉาวที่สุดในประวัติศาสตร์ ซึ่งดึงเอาผู้คนหลากอาชีพ หลายวัย จากชนชั้นต่างๆ ในอำเภอดังกล่าวถึง 30 ชีวิต เข้ามาเกี่ยวข้องกับการเสียชีวิต ของหญิงสาวรายดังกล่าว ภายใต้คดีฆาตกรรมข่มขืนกระทำชำเรา ...หาใช่อุบัติเหตุไม่

คืนบาป พรหมพิราม ดัดแปลงจากนวนิยายเชิงอาชญวิทยาของ นที สีทันดร ที่นำมาจากเค้าโครงเรื่องจริง ของคดีสะเทือนขวัญที่เคยเกิดขึ้นจริง ในปี พ.ศ.2520 ที่ อ.พรหมพิราม จ.พิษณุโลก ภายใต้ประเด็นที่นำเสนอ ถึงความอยุติธรรมในสังคม ที่มีค่านิยมผู้ชายเป็นใหญ่ ค่านิยมทางเพศที่ผู้ชายมองผู้หญิงว่า เป็นเพียงวัตถุที่ใช้สำเร็จความใคร่ เหตุการณ์ที่เกิดขึ้น สะท้อนถึงการละเมิดสิทธิแห่งความเป็นมนุษย์ ศีลธรรม วัฒนธรรม กฎหมาย สิ่งที่เกิดขึ้น คือสิ่งที่บ่งบอก ถึงการประกอบอาชญากรรมล้านเปอร์เซ็นต์ ภายใต้รูปแบบและองค์ประกอบของภาพยนตร์ ไม่ใช่สารคดี

คืนบาป พรหมพิราม ถ่ายทอดเรื่องราวของผู้หญิงคนหนึ่ง ที่ต้องการเดินทางไปหาสามีที่จังหวัดอุตรดิตถ์ ในระหว่างทาง โดนนายตรวจไล่ลงจากรถไฟที่ อ.พรหมพิราม จังหวัดพิษณุโลก เนื่องจากไม่มีเงินตีตั๋วรถไฟ แต่ไม่รู้เลยว่าจะเป็นการลงรถไฟเที่ยวสุดท้ายในชีวิต เมื่อมีคนพบศพของหญิงสาวดังกล่าว เสียชีวิตโดยปริศนา ที่รางรถไฟในเวลาต่อมา ภาพยนตร์เรื่องนี้ ใช้เวลาเขียนบทถึง 6 ร่าง สำหรับร่างแรกเขียนขึ้นเมื่อปี 2538 ถัดมาอีก 4 ปีในร่างที่ 2 และร่างที่ 3-6 ในปี 2545 ทีมสร้างเลือกที่จะใช้ จ.อุทัยธานี เป็นโลเกชั่นหลักในการถ่ายทำ เพื่อหลีกเลี่ยงข้อขัดแย้ง หรือการกระทบกระทั่ง ที่อาจเกิดขึ้นหากใช้โลเกชั่นจริง

ผู้กำกับ มานพ อุดมเดช เลือกใช้องค์ประกอบ ทางด้านเทคนิคพื้นฐานของภาพยนตร์ ทั้งในด้านการตัดต่อ, เทคนิคทางด้านภาพ, ดนตรีประกอบ ฯลฯ บอกเล่าเหตุการณ์อย่างมีชั้นเชิง ดั่งคล้ายกับการปอกหัวหอม ที่จะนำไปสู่ใจกลางของหัวหอม ภายใต้การโปรดิวซ์โดย มจ.ชาตรีเฉลิม ยุคล ยกทีมงานผู้อยู่เบื้องหลัง ภาพยนตร์แห่งสยามประเทศอย่าง 'สุริโยไท' มาผลิตเป็นผลงานที่น่าจับตา ซึ่งรวมถึง ริชาร์ด ฮาร์วีย์ คอมโพสเซอร์ระดับโลก (Animal Farm) มาถ่ายทอดความรู้สึกของตัวละคร และบรรยากาศที่น่าสะเทือนใจ ลงบนตัวโน้ตในภาพยนตร์ แนวอาชญกรรมชีวิตระทึกขวัญเรื่องนี้

คืนบาป พรหมพิราม เขียนบทและกำกับโดย มานพ อุดมเดช (กะโหลกบางตายช้า กะโหลกหนาตายก่อน, หย่าเพราะมีชู้, ครั้งเดียวก็เกินพอ) อำนวยการสร้างโดย สมศักดิ์ เตชะรัตนประเสริฐ, มจ.ชาตรีเฉลิม ยุคล ดำเนินงานสร้างโดย คุณากร เศรษฐี ควบคุมการสร้างโดย บริษัท พร้อมมิตร โปรดักชั่น, หม่อม กมลา ยุคล นำแสดงโดย พิมพ์พรรณ ชลายคุป (ขุนแผน), กมล ศิริธรานนท์ (ความรักครั้งสุดท้าย) และนักแสดงอาวุโสระดับฝีมืออย่าง สมภพ เบญจาธิกุล, รัชนู บุญชูดวง