Våldtäkten ägde rum natten till den 10 oktober på ett SJ-nattåg mellan Umeå och Sundsvall.
28-åringen, som är medborgare i Irak, ska först ha tafsat på kvinnan utanpå hennes kläder men blivit avvisad. Då väntade han tills hon hade somnat och genomförde därefter en våldtäkt.
Statliga SJ låter illegala invandrare resa runt gratis i Sverige utan att visa identitetshandlingar. Enligt tidigare uppgifter ska mannen först ha åkt till Finland, som har haft generösa villkor för irakier, men sedan valt att åka tillbaka till Sverige.
Enligt åtalet befann sig kvinnan i "en särskilt utsatt situation" på grund av sömn.
Åklagaren yrkar att mannen ska utvisas ur Sverige efter avtjänat straff.
