该片讲述的是《铁胆火车侠》几年之后的故事，部分人物的声优有变更。基本与《铁胆火车侠》一样是面向小学生的作品。前作的主人公哲雪在故事的最后几集登场。 铁胆火车侠与黑魔头两军离开数年后。由于黑魔头军再没有入侵地球的事被判明，JHR基地 面临着被封闭的命运。不过现在，黑魔头军又再度袭来。他们的目的是为了带给人类不幸，并利用人类小学生圣桥健太来协助他们做坏事。期间健太误入了500系新干线所行使的铁轨上而快...

久住直树（绿川光 配音）是一个拥有着灰暗过去的男孩，五年前，一场可怕的意外夺走了他的双亲令他成为孤儿，同时也带走了他的记忆。一天，直树在偶然之中看到了一位美丽的天使少女从天而降，哪知道第二天，这个天使以转校生的身份成为了直树的同学，她的名字叫做天崎美琴（草柳顺子 配音）。 在直树就读的莲美台学园，有着许多可爱的女孩。温柔贤惠的保健委员藤枝保奈美（神田理江 配音）、总是用无尽的耐心包容着一切的橘千寻...