Un père, se sachant atteint de la maladie d'Alzheimer, décide de réunir ses trois filles afin de les revoir une dernière fois et d'apaiser les tensions familiales.
Un groupe de jeunes sportifs américains sillonnent l'Europe de l'Est pour des compétitions de lutte. Arrivant en retard en gare pour partir à Odessa, ils acceptent l'invitation d'une jeune femme qui leur propose de monter dans son train. Malheureusement, ce train sert de base à une bande de truands sadiques faisant du prélèvement d'organes. Et quoi de mieux que de jeunes sportifs en pleine forme pour prélever ce dont on a besoin...
Dans le train Twentieth Century Limited reliant Chicago à New York, Oscar Jaffe, un producteur de théâtre imbu de sa personne, dont les dernières productions ont fait des fours, retrouve Lily Garland, une actrice qu'il a lancée quelques années auparavant et qu'elle a quitté pour Hollywood, ne supportant pas sa jalousie et son égocentrisme. Il rêve de remonter un spectacle avec elle, mais elle ne veut plus travailler avec lui.
Jerzy, élégant quadragénaire, quitte Łódź pour la presqu'île d'Hel, sur la Mer Baltique (Pologne), à bord d'un train bondé. Ayant oublié son billet, il monte dans le wagon-lits et loue, auprès du conducteur (c'est une femme) une cabine "Messieurs" à son usage exclusif. Mais celle-ci est déjà investie par une ravissante blonde. Il tente de l'en faire sortir avec l'aide de l'employée, qui évoque le règlement, sans succès. Las, il abandonne. La relation tendue s'apaise peu à peu, les deux voyageurs se parlent. Mais au cours de la nuit, la police fait irruption dans le train et interpelle l'homme, le soupçonnant d'avoir assassiné sa femme.
Wu Hongyan, trente-cinq ans, gardienne de prison (elle aide à l'exécution des femmes condamnées à mort, dans la Province de Shaanxi), prend le train de nuit tous les week-ends pour la grande ville, avec l'espoir de trouver l'amour...
Le 3 septembre 1939 à Prague — juste avant la déclaration de guerre —, le professeur Axel Bomasch, inventeur d'un procédé de blindage, ne voulant pas que sa trouvaille tombe aux mains de l'Allemagne nazie, parvient à s'enfuir à Londres, mais laisse derrière lui sa fille Anna, arrêtée par la Gestapo et envoyée en camp de concentration. Là, elle rencontre Karl Marsen, prisonnier comme elle. Ils parviennent à s'évader et à gagner Londres à leur tour. Par l'intermédiaire d'un agent des services secrets britanniques, Gus Bennett, la jeune femme retrouve son père, mais Karl, en réalité un officier nazi, kidnappe les Bomasch qui sont transférés à Berlin. Gus se rend alors dans la capitale du Reich, sous l'identité d'un officier allemand du Génie — il est germanophone —, pour tenter de ravir Anna et le professeur à la Gestapo et de les ramener en Angleterre.
Biscoton, chef de rayon dans un grand magasin parisien, a très envie d'aller passer un dimanche au bord de la mer avec Marguerite, une charmante vendeuse. Comme il est marié, il annonce à son épouse qu'il doit se rendre aux obsèques de sa vieille tante. Il prend donc un train de plaisir vêtu de deuil, avec une couronne mortuaire à la main.
Durant l'été 1941, dans un shtetl (village juif d'Europe de l'Est), Schlomo, le fou du village, accourt essoufflé et catastrophé. Il annonce aux notables qu'il a vu l'armée allemande et ses sbires rafler tous les habitants d'un shtetl voisin, puis qu'ils les ont déportés en train, pour une destination inconnue. Après ce terrible témoignage, les villageois sont complètement affolés, redoutant de subir prochainement le même sort. Au débotté, Schlomo suggère qu'il faut anticiper l'acte des Allemands et que le village doit donc organiser son propre train de déportation qui traversera les lignes allemandes et les mènera vers la terre promise, la Palestine.
Harry Williams, membre d'un groupe de rhythm and blues, Bloodstone, se cogne la tête juste avant de monter sur scène pour un concert. Le reste du film se déroule alors dans ses rêves délirants : lui-même et les 3 autres musiciens se retrouvent conducteurs d'un train dont les passagers sont des personnages célèbres de la littérature (Dracula, Scarlett O'Hara,…) ou des acteurs célèbres, avec en toile de fond la musique du groupe. Mais les conducteurs-musiciens doivent avant tout résoudre des mystères : Marlon Brando est suspecté d'avoir assassiné Nelson Eddy, Jeanette MacDonald et d'autres encore en les étouffant sous ses aisselles…
Milos travaille dans une petite gare de Tchécoslovaquie pendant l'occupation, lors de la Seconde Guerre mondiale. Tourmenté par sa timidité, il n'arrive pas à séduire la jolie contrôleuse qui pourtant s'offre à lui. Devant cet échec, et désespéré de pouvoir prouver qu'il est un homme, il tente de se suicider.