La catastrophe ferroviaire de Meudon est la première catastrophe ferroviaire en France et l'une des premières dans le monde. Le 8 mai 1842, un train en provenance de Versailles à destination de Paris déraille dans la tranchée de Bellevue à Meudon. Ce déraillement est suivi d'un chevauchement des voitures de tête puis d'un incendie. L'accident fait 55 morts dont le marin et explorateur Jules Dumont d'Urville et sa famille.
Le chemin de fer fait son apparition en France. La première ligne du pays, la ligne Saint-Étienne - Lyon, n'a été ouverte que 10 ans plus tôt en 1832 et la première ligne d'Île-de-France, la ligne Paris - Saint-Germain-en-Laye qu'il y a cinq ans, en 1837.
La ligne Paris - Versailles aurait dû être la première. Mais la configuration du terrain, le dénivelé ainsi que le choix de l'itinéraire avaient retardé sa réalisation. Finalement, ce sont deux lignes, concurrentes, qui seront construites. La ligne Paris-Saint-Lazare - Versailles par la rive droite exploitée par les frères Pereire est ouverte en 1839 et la ligne Paris-Montparnasse - Versailles par la rive gauche, construite par Marc Seguin, un an plus tard, en septembre 1840.
Une importante campagne de presse s'ensuit contre les chemins de fer alors naissants. L'accident par son ampleur et son horreur frappe l'opinion (la plupart des corps carbonisés ne sont pas identifiables, celui de Dumont d'Urville ne le sera que grâce à la forme de son crâne qu'avait relevée un phrénologiste bien avant l'accident). Alphonse de Lamartine à la Chambre des députés parlera de « la civilisation qui est aussi un champ de bataille pour la conquête et l'avancement de tous ». L'opinion publique réagira plutôt mal. Alfred de Vigny évoquera l'accident dans son livre La Maison du berger évoquant « le sacrifice horrible fait à l'industrie.»
Une chapelle, dite Notre-Dame des Flammes, fut bâtie à proximité immédiate (sur l'actuelle rue Henri Savignac) quelques mois après la catastrophe en mémoire des victimes. Construite dans un style baroque funéraire par l'architecte François Marie Lemarie qui avait perdu un fils, une belle-sœur et un cousin dans la catastrophe, elle fut inscrite à l'inventaire supplémentaire des monuments historiques en 1938 mais rayée de la liste en 1959 et démolie peu après.
La ligne Paris - Versailles par la rive gauche n'avait pas la rentabilité escomptée. Son coût de construction par les ouvrages d'art qu'elle avait nécessités - notamment le viaduc de Meudon - obérait sa rentabilité surtout face à la ligne de Paris - Versailles par la rive droite plus rentable. L'accident de 1842 accentua cette tendance et il faudra attendre le prolongement vers Chartres pour qu'elle supplante sa concurrente.
Marguerite Yourcenar fait une description de l'accident dans son livre Archives du Nord. Son grand-père, Michel-Charles de Crayencour, était l'un des rares rescapés des voitures accidentées.
Le dimanche 8 mai 1842, fête du roi Louis-Philippe, ce sont les grandes eaux au parc de Versailles. De nombreux Parisiens sont venus en famille se promener dans le parc. En fin d'après-midi, la foule se presse à la gare de Versailles - Rive Gauche pour regagner Paris. Le train de 5 h 30 est ainsi bondé, 770 passagers et cheminots. Il est composé de deux locomotives de tête avec leur tender (une Matthieu-Murray, petite locomotive britannique à 4 roues conçue par George Stephenson et l'Éclair, une locomotive à 6 roues) et de 17 ou 18 voitures dont trois « diligences » (voitures de première classe) et le reste de voitures de seconde et troisième classes Deux des voitures sont découvertes. Le train s'étire sur plus de 120 mètres.
Alors que le train roule à environ 40 km/h et se trouve dans la tranchée de Bellevue, à l'entrée de Meudon, au droit du pavé des Gardes ( ), un des essieux de la petite locomotive de tête se brise, la locomotive déraille et vient s'enfoncer dans le talus de la tranchée. Le tender s'écrase contre elle et la seconde locomotive la percute et se couche. Les cinq voitures suivantes viennent chevaucher les locomotives. Les morceaux de coke disséminés et enflammés des machines à vapeur mettent rapidement le feu à l'enchevêtrement de voitures en bois dans lesquelles les passagers sont prisonniers. En effet, les voitures étaient alors fermées à clé de l'extérieur avant le départ du train. Le feu embrase rapidement les cinq voitures. Quarante-trois personnes périssent dans l'accident et neuf mourront de leur blessures les jours suivants. Il y a une centaine de blessés graves. D'autres sources plus tardives évoqueront plus de 200 morts.