Brittiska transportpolisen sade att poliser kallades av sjukvårdare till Marston Road plankorsning nära Lidlington, Bedfordshire, klockan 10:00 GMT.
Bilen hade blivit påkörd av Bedford till Bletchley London Midland Service. Elva passagerare och två anställda var ombord men ingen skadades.
Störning på linjen förväntades till 15:00 GMT, Network Rail sade.
Polisen sa att mannens död, som man trodde var medelålders, inte behandlades som misstänkt "för närvarande".
"Men officerare fortsätter att undersöka exakt hur bilen kom att vara på spåret", sade en talesman.
Live: Följ uppdateringar om denna historia som de händer
En av passagerarna ombord på tåget, Kieran Sargent, sa att han "hörde detta ljud som inte var rätt".
"Jag stod bredvid lokföraren", sade han. "Helt plötsligt var det en allsmäktige smäll. Föraren försökte bromsa, men det fanns inget hon kunde göra".
Han sa att han såg bilen och att den var "absolut utplånad".
"Det fanns inget kvar", tillade han.
Sargent sade att de andra passagerarna och föraren alla var "chockade" av händelsen.
"Jag har skakat sen jag slutade."
Bedfordshire polisen rådde förare att undvika området, medan London Midland sade taxi och minibussar ersatte inställda tjänster mellan Bedford och Bletchley.
BBC Three Counties Radio reporter Usman Azad sade föraren av Bedford till Bletchley London Midland tåget såg "synligt förvirrad".
Övergången har vad Network Rail beskrev som en "halv barriär", där endast en del av vägen blockeras.
En närliggande invånare, som inte ville bli namngiven, sade "människor försöker undvika barriärerna".
"Folk försöker alltid att hoppa det eftersom de inte kan vänta på tåget att komma igenom," sade han.
Övergången används av cirka 36 tåg och 1.200 fordon varje dag. Tåg kan passera genom på upp till 60mph (96kmph).
En man dog när bilen han var i blev påkörd av ett tåg vid en plankorsning.