"הבחורה על הרכבת" הוא סרט מתח מסתורי המבוסס על רב המכר של פולה ג'ונס.
רייצ'ל ווטסון (אמילי בלאנט) לוקחת כל בוקר רכבת למקום עבודתה שבלונדון. מהחלון של הרכבת היא יכולה להשקיף על הבית בו מתגורר בעלה לשעבר עם בת זוגתו הטריה. בהמשך הדרך היא זוכה להציץ גם לחלון בית סמוך בו גר זוג צעיר ומאוהב.
עם הזמן הזוג הופך עבורה למושא להערצה ולקנאה, והיא נהנית לדמיין בראשה את סיפור אהבתם. יום אחד, כמו כל יום אחר, נוסעת אמה ברכבת ומבחינה בפרט שמשנה את כל תפיסתה לגבי לזוג המאוהב.
דיווח בחדשות על היעלמותה של בת הזוג מבהיר לה שמשהו אכן אינו כשורה.
