Rachel (Emily Blunt) es una mujer devastada por su reciente divorcio que dedica cada mañana de camino a su trabajo a fantasear sobre la vida de una pareja aparentemente perfecta que vive en una casa por la que su tren pasa cada día. Pero una mañana Rachel es testigo desde la ventana del tren de un impactante suceso y se ve involucrada en un misterioso y desconcertante caso... Adaptación del best seller homónimo de Paula Hawkins.

A pesar de que Kevin le ha demostrado a su psiquiatra de confianza, la Dra. Fletcher, que posee 23 personalidades diferentes, aún queda una por emerger, decidida a dominar a todas las demás. Obligado a raptar a tres chicas adolescentes encabezadas por la decidida y observadora Casey, Kevin lucha por sobrevivir contra todas sus personalidades y la gente que le rodea, a medida que las paredes de sus compartimentos mentales se derrumban.