ליידיבאג (בראד פיט) הוא מתנקש עם מזל רע שמנסה לסיים את המשימה שלו בשקט, אך שוב מוצא את עצמו בעיצומה של סערת אלימות. הפעם, המשימה מתרחשת ברכבת הקליע ביפן המודרנית, שם הוא נתקל בארבעה מתנקשים נוספים שנמצאים על אותה הרכבת. כל אחד מהם מגיע עם מטרה משלו, אך במהרה מתגלה שהמשימות שלהם קשורות זו לזו במעגל מורכב של נקמה, בגידה והונאה. תוך כדי הנסיעה המהירה, ליידיבאג מנסה לנווט בין סכנות בלתי צפויות כשהמתנקשים האחרים לא רק מאיימים עליו אלא גם על חייהם של הנוסעים התמימים.
ברכבת מתפתחים קרבות עזים, כשכל דמות מביאה איתה סיפור רקע וכישורים ייחודיים שמוסיפים למתח המתמיד. ליידיבאג, שמתחיל כמתנקש לא מיומן לכאורה, מגלה תושייה ואומץ כשהוא מנסה לפרוץ את מעגל האלימות שסביבו ולשרוד את הנסיעה המסוכנת הזו. הוא נאלץ לשתף פעולה זמנית עם כמה מהיריבים שלו, אך האמון ביניהם נשחק במהירות והסכנות רק מתגברות. הסרט מציג עולם אפל ומורכב של הפשע ביפן, שבו כל החלטה קטנה יכולה לשנות את גורל כולם. ככל שהרכבת מתקדמת, ליידיבאג חושף את הקשרים המסתוריים בין המתנקשים ומצליח לפתור את התעלומה שהביאה אותם יחד, אך המחיר גבוה – לא כל הדמויות שורדות את המסע. "רכבת הקליע" משלב אקשן מהיר, רגעים של הומור שחור ודרמה אנושית, ומציג סיפור של נאמנות, בגידה ותקווה בתוך עולם של פשע ואלימות.
