인기 있는 프로 테니스 선수 가이 하이네스(파리 그랜저)는 기차 안에서 브루노 안토니(로버트 워커)를 만난다. 정계 진출을 꿈꾸는 가이는 상원 의원 딸인 앤과 연애를 하고 아내와는 이혼하기만을 기다리고 있다. 브루노는 그의 아버지를 살해할 계획을 하고 있으나 잡힐 것을 염려하여 실행하지는 못하고 있다. 브루노는 열차 안에서 만난 가이에게 교환 살인을 제안한다. <열차의 이방인>에서는 브루노가 가이의 아내를 미행하는 장면이 특히 인상적이며, 드 팔마의 <드레스드 투 킬>의 미술관 장면에 그 영향을 느낄 수 있다.