Rachel tar det samme toget hver dag. Fra toget ser hun det samme paret spise frokost på verandaen sin, og de virker så glade. I Rachels øyne lever de et perfekt liv. En dag ser hun en annen person i hagen. Kort tid etter er kvinnen på nyhetene. Hun har forsvunnet. Rachel trekkes mot etterforskningen og prøver å bidra. I stedet blir hun selv mistenkt.

Tre kvinner, tre menn, knyttes sammen gjennom ekteskap eller utroskap. Hver av dem kan klandres for noe. Men bare en av dem er en morder i denne psykologiske thrilleren om sårbarhet og besettelse. Piken på toget er en illevarslende og sammenfiltret historie om jakten etter sannheten.