故事发生在一列火车上，该火车正驶往莫斯科。安德烈·托尔斯泰是一名军事学院的学生，他在火车上遇到了珍。珍是一个美国女人，她散发着迷人的风情。两人之间迅速产生了情愫。珍向安德烈谎称自己是寡妇，来俄罗斯看望她的疯狂的机械师父亲。然而，事实上，珍是被请来的，目的是让她骗取军事学院院长拉德洛夫将军的信任。这样，机械师的“西伯利亚理发师”伐木机便能够顺利地进入西柏林亚。 然而，拉德洛夫将军对珍产生了真正的感情，并计划向她求婚。与此同时，安德烈对珍的感情也日益加深。珍一方面想接受安德烈的爱，另一方面又要完成任务，这使得事态发展到了不可收拾的地步。在一次演出中，因为嫉妒和误会，安德烈误伤了将军，结果被流放到了西伯利亚。尽管珍赶到火车站最后一刻送别，但安德烈始终未能见到她最后一面。 十年后，珍终于在西伯利亚找到了安德烈的住所，然而命运对他们进行了残酷的改变。若干年后，珍回到了美国，她将这段往事写在一封信中，向军事学院的儿子讲述了这个故事。