Deux trains roulant à même vitesse semblent faire la course sur des voies parallèles. Soudain, par la fenêtre du compartiment voisin, Mme McGillicudy aperçoit un homme de dos en train d'étrangler une femme. Mais son train ralentit et la vision disparaît dans le lointain. En l'absence de corps et d'autres témoins, Mme McGillicudy, qui n'est pourtant pas sujette aux hallucinations, aura beaucoup de mal à convaincre la police qu'un meurtre a bien eu lieu dans le train de 16h50. Une seule personne pourrait l'aider, Miss Marple.