L'agente della CIA Harry Wargrave (Marvin) viene inviato per aiutare il generale Marenkov (Shaw), un alto funzionario russo, che sta disertando verso ovest. Wargrave decide che dovrebbero viaggiare verso la salvezza su un treno attraverso l'Europa, l'"Atlantic Express". Durante il viaggio devono sopravvivere agli attacchi dei terroristi e a una valanga, tutti pianificati dal cacciatore di spie russo Nikolai Bunin (Schell).