該片講述的是《鐵膽火車俠》幾年之后的故事，部分人物的聲優(yōu)有變更?；九c《鐵膽火車俠》一樣是面向小學(xué)生的作品。前作的主人公哲雪在故事的最后幾集登場。
鐵膽火車俠與黑魔頭兩軍離開數(shù)年后。由于黑魔頭軍再沒有入侵地球的事被判明，JHR基地 面臨著被封閉的命運。不過現(xiàn)在，黑魔頭軍又再度襲來。他們的目的是為了帶給人類不幸，并利用人類小學(xué)生圣橋健太來協(xié)助他們做壞事。期間健太誤入了500系新干線所行使的鐵軌上而快要被火車撞到。就在這時，光能量從宇宙飛來并與500系新干線合體，鐵膽火車俠Lightning West變形！鐵膽火車俠與黑魔頭軍的戰(zhàn)斗又再度展開了。
