Incluso después de la destrucción del mundo mecanizado de Andrómeda, el imperio de las máquinas sigue extendiendo su influencia por la galaxia, y la Tierra se ha convertido en un campo de batalla. Tetsurou Hoshino, de regreso de su viaje en el Galaxy Express 999, se une a la resistencia y lucha junto a otros que han conservado su humanidad.
Cuando el 999 regresa a la Tierra, Tetsurou recibe un misterioso mensaje grabado de Maetel, su antigua acompañante de viaje, diciéndole que vuelva a abordar el tren. Se abre paso hasta la estación de Megalópolis y logra subir al tren justo cuando parte. Sin embargo, esta vez Tetsurou se encuentra con varios acertijos: Maetel ha desaparecido, un siniestro "Tren Fantasma" ha aparecido, y la parada final del 999 sigue siendo desconocida. En medio de estos eventos, Tetsurou se enfrenta al enigmático Faust, que se presenta como un caballero negro, y pronto descubre el secreto más oculto del imperio de las máquinas.