Ytterligare omkring 30 personer har skadats enligt myndigheterna.
Olyckan inträffade vid 8-tiden på söndagsmorgonen, nära tågstationen Khlong Kwaeng Klan omkring sex mil öster om Bangkok.
Ombord på bussen fanns omkring 60 fabriksarbetare som var på väg till en buddhistisk ceremoni i ett tempel i Cha Choeng Sao-provinsen.
Bussen välte sedan den krockat med godståget på järnvägsövergången.