Dans l'histoire de la franchise, Hayato Hayasugi, le fils épris de train d'un conservateur de musée de train, tombe accidentellement dans le laboratoire secret de son père un jour. À l'intérieur, il trouve le train à balles E5. Dès son entrée, il entend dire qu'un mystérieux ennemi, le Bachigami (Dieu de l'abeille), attaque la ville de New Saitama. Heureusement, avec la touche de la carte Shinca (évolue) de son père, le train à balles qu'il est en train de transformer en un puissant robot — le Shinkalion E5 Hayabusa. Dans l'histoire de l'anime, Hayato et d'autres enfants serviront de conducteurs pour piloter le Shinkalion. Les enfants doivent travailler avec les adultes du Shinkansen Ultra Evolution Institute (SUEI) pour vaincre un monstre qui ressemble à un train à balles noir.