O escritor e cineasta Alain Robbe-Grillet embarca em uma viagem com a sua esposa e um produtor de cinema que sugere que ele faça um filme ambientado no trem em que eles viajam – O Trans-Europ-Express de Paris para Amberes – envolvendo tráfico de drogas e estupro. Então o cineasta propõe uma trama que conta com o ator Jean-Louis Trintignant como Elias, um novato no mundo do tráfico, que viaja pela primeira vez para Amberes, para pegar sua mercadoria. Assim, uma dimensão paralela nos é apresentada e acompanhamos a trama do filme enquanto ela é criada. A jornada de Elias é constantemente desconstruída e reescrita pelos três no trem, que o envolvem com prostitutas, falsos policiais e bombas.