Devastata dal recente divorzio e incapace di accettare la fine del matrimonio e il tradimento dell’ex marito, Rachel comincia ad osservare, trasformandola in una vera e propria ossessione, la coppia apparentemente perfetta che vive in una casa che vede ogni giorno dal treno che la porta al lavoro. Fino a quando, una mattina scorge dal finestrino una scena che la sconvolge e si trova improvvisamente coinvolta in un caso misterioso e sconcertante. La ragazza del treno è un thriller psicologico in cui realtà e apparenza, bugie e verità si intrecciano in un crescendo inquietante, in cui nulla è come appare.