Musuh tak dikenal yang disebut Unknown tiba-tiba muncul. Untuk menghadapi ancaman tersebut, Organisasi Pengembangan Kereta Api Super Evolusioner atau yang dikenal sebagai ERDA mengembangkan Shinkalion, robot Shinkansen yang dapat berubah.
Taisei Oonari, sisa SMP kelas 2 pindah ke Akademi Shinkai untuk mencari kakaknya yang menghilang dua tahun lalu, ketika Unknown muncul pertama kalinya dalam 10 tahun.
Kebenaran apa dibalik kemunculan Unknown?
