Фільм "Дівчина у потягу" розповідає історію Рейчел, жінки, спустошеної розлученням та алкоголізмом. Рейчел щодня їздить на роботу потягом і стає одержимою спостереженням за життям ідеальної пари здалеку. Однак одного дня вона бачить щось шокуюче, і жінка з цієї пари зникає безвісти. Рейчел бере участь у розслідуванні і починає сумніватися у власному здоровому глузді, намагаючись з'ясувати, що ж сталося тієї ночі. Повороти фільму розкривають павутину обману і зради, яка ховалася у всіх на виду.