기상 이변으로 모든 것이 꽁꽁 얼어붙은 지구, 살아남은 사람들을 태운 기차 한 대가 끝없이 궤도를 달리고 있다. 춥고 배고픈 사람들이 바글대는 빈민굴 같은 꼬리칸, 그리고 선택된 사람들이 술과 마약까지 즐기며 호화로운 객실을 뒹굴고 있는 앞쪽칸. 열차 안의 세상은 결코 평등하지 않다. 기차가 달리기 시작한 17년째, 꼬리칸의 젊은 지도자 커티스는 긴 세월 준비해 온 폭동을 일으킨다. 기차의 심장인 엔진을 장악하고 기차 전체를 해방시키기 위해 절대권력자 윌포드가 도사리고 있는 엔진 칸을 향해 질주하는 커티스와 꼬리칸 사람들. 그들 앞에 예기치 못한 상황들이 기다리고 있는데...
프랑스의 마르세유 뒷골목에서 한 형사가 살해된다. 뉴욕에서는 마약 밀매 조직 소탕에 힘을 쏟는 강력계 형사 도일과 그의 파트너 루소가 마약 밀매자를 잡아 그 경로를 추궁하지만 경로는 밝혀지지 않는다. 그들은 의심이 되는 나이트 클럽을 덮쳐 범인을 체포하고, 그 클럽이 프랑스 마르세유의 조직과 연관된 최대의 마약 밀매 조직인 '프렌치 커넥션'의 중심지라는 사실을 알아내는데...
1944년 8월 연합군의 노르망디 상륙작전 이후 퇴각을 하게 된 독일군은 파리의 한 박물관에 수집, 보관되어 있던 프랑스의 국보급 미술품을 발트하임 대령의 지휘 아래 독일로 이전하기 위한 작업을 한다. 철도원으로서 레지스탕스에 몸담고 있는 철도원 라비쉬는 동료들과는 달리 미술품의 보호에 대해 부정적인 견해를 지니고 있었다. 이미 철도원들에는 기차에 실린 물건이 무엇인지 공공연히 알려진 상태에서 비조직적인 저지가 이루어진다. 파리의 베어 역을 출발한 기차는 한 구간을 달려 라인강역에 도착하여 오일관 고장으로 멈춰 서게 된다. 고의로 기차의 오일관에 손상을 주어 기차를 파손한 빠빠부는 독일군 장교 헤른 소령에게 이 사실이 들통이 나면서 현장에서 사형이 집행이 되고 이를 저지하던 라비쉬는 기차의 수리와 운행을 강요받게 된다. 본 발트하임 대령은 라비쉬로 하여금 독일국경 근처의 역인 세인트 어폴트 역까지 운행할 것을 명령하는데...
약 1,500명의 승객을 태운 하카타(博多=후쿠오카)행 "히카리 109호"는 9시 48분 정각에 도쿄역(東京駅) 19번 홈을 떠난다. 열차가 도쿄역에서 약 50여km 떨어진 사가미하라(相模原)에 이르렀을 때 국철(国鉄)※본사의 공안본부로 109호열차에 폭탄을 장치했다는 전화가 걸려온다. 특수장치가 내장된 이 폭탄은 열차의 속도가 80km 이하로 떨어지면 폭발한다고 하면서, 그 증거로 삿포로(札幌) 근교의 화물열차를 폭파해 보인다. 이 완벽한 폭파계획은 불황으로 도산한 정밀기계공장의 경영자였던 "오키타 테츠오(沖田哲男)" 일파에 의한 것으로, "오키타"는 국철본사에 5,000만 달러를 요구하는데...
