Olivier trabaja en Barcelona y vive en París, por eso coge el Talgo que lo lleva de una ciudad a otra para pasar el fin de semana con su mujer y sus dos hijos. En uno de los trayectos, conoce a Elisa y se enamora de ella. Elisa se marea y él la acompaña a su compartimento, donde ella le pide que le lea los resultados de unos análisis que no entiende. Olivier informa a la desconocida que tiene leucemia. Elisa no lo encaja demasiado bien, no quiere que nadie sienta lástima por ella. Aquella noche, Olivier se queda en el compartimento de la chica, velándola. A partir de este momento, sus vidas cambian. Ella no quiere ver a Olivier hasta que esté curada y Olivier se obsesiona con Elisa. Tiempo después, en uno de los trayectos, Olivier y Elisa se reencuentran y cenan juntos. Esa misma noche, se confiesan el profundo amor que sienten el uno por el otro. Ella le cuenta que tiene un amante, pero Olivier miente y le dice que es soltero.  En las vacaciones, la mujer y los hijos de Olivier deciden acompañarle a Barcelona en Talgo. Es entonces cuando Elisa descubre la verdad. A la vuelta de las vacaciones, coinciden otra vez y Olivier le dice que dejará a su mujer por ella. Cuando la mujer de Olivier se los encuentra abrazados en el pasillo del tren, el matrimonio se rompe. Olivier le confiesa que quiere a Elisa como jamás había querido a nadie. Él y Elisa quedan para volver la próxima semana en el mismo Talgo. Ya no se separarán nunca. Sin embargo, Elisa está más grave.  A pesar de todo, comienza una nueva vida para los dos, que están seguros de que el amor que se profesan vencerá todos los obstáculos que se interpongan en su camino.

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