Tous les jours, de la fenêtre du train qu’elle prend matin et soir, Rachel pose son regard sur les maisons qui défilent devant ses yeux. Pour chacune, elle imagine la vie de gens heureux, comme elle, avant que son mari ne la quitte pour une autre. Dépressive et alcoolique, Rachel s’attarde plus particulièrement sur un couple qui semble si amoureux, si parfait. Puis, un jour, son fantasme s’écroule lorsqu’elle voit la jeune femme avec un autre homme. Choquée par ce qu’elle a vu, Rachel se saoule. Au matin, elle s’éveille couverte de sang et de meurtrissures sans aucun souvenir de la veille. Puis, elle apprend que la jeune « adultère » se nomme en fait Megan et qu’elle a disparu sans laisser de traces. Rachel est-elle impliquée dans ce mystère?