Фильм «Детский поезд» разворачивается в Италии вскоре после окончания Второй мировой войны. В Неаполе, разрушенном войной, царит нищета, и местные жители потеряли всякую надежду на улучшение своей жизни. Главный герой, семилетний Америго Сперанца, живет с матерью Антониеттой, которая воспитывает его одна. Чтобы помочь родительнице, ему приходится искать способы заработать, но мальчику постоянно не хватает еды и приличной одежды.

Отчаявшись, Антониетта принимает решение отправить сына в другой регион, получив предложение от членов коммунистической партии. Многие семьи на севере страны согласились временно приютить маленьких южан. Хотя идея расстаться с сыном вызывает у Антониетты огромную тревогу, она понимает, что это единственный выход. Америго, в свою очередь, сначала воспринимает эту мысль с ужасом, опасаясь, что коммунисты могут расправиться с детьми.

Однако на севере он попадает в дом заботливой и внимательной Дерны. Постепенно мальчик привязывается к этой женщине, учится и с радостью играет на скрипке, которую она подарила ему. Временное пребывание в новой семье открывает для активного неаполитанца множество горизонтов, позволяя ему узнать больше о мире вокруг и о самом себе.