新干線超進化研究所為了從誕生于“漆黑新干線”的巨大怪物體手中守護日本的未來,開發了具備變形能力的戰斗機器人SHINKALION。由于該機械系統僅能由與新干線有極高適合率的兒童駕駛員操控,幾位肩負使命的孩子們被選中,與研究所成員組成作戰團隊。在持續對抗漆黑新干線派出的怪物體侵襲過程中,駕駛員們逐步掌握協作戰術與機體進化能力。隨著戰斗升級,他們發現漆黑新干線的最終目標是通過破壞日本主要城市節點引發國家機能癱瘓。通過整合全日本新干線網絡的能量,并肩作戰的駕駛員們成功啟動SHINKALION合體系統,在決戰中徹底摧毀漆黑新干線的核心控制裝置,最終阻止了針對國家未來的威脅。