Même après la destruction du monde natal de la mécanisation, Andromède, l’empire des machines continue d’étendre son influence à travers la galaxie, et la Terre est devenue un champ de bataille. Tetsurou Hoshino, de retour de son voyage à bord du Galaxy Express 999, rejoint la résistance et combat aux côtés de ceux qui ont conservé leur humanité.
Lorsque le 999 revient sur Terre, Tetsurou reçoit un mystérieux message enregistré de Maetel, son ancienne compagne de voyage, lui ordonnant de remonter à bord du train. Il se fraye un chemin jusqu’à la gare de Mégalopolis et parvient à monter dans le train au moment de son départ. Cette fois, cependant, Tetsurou est confronté à plusieurs énigmes : Maetel a disparu, un sinistre « Train Fantôme » est apparu, et le terminus du 999 reste inconnu. Au milieu de ces événements, Tetsurou est confronté à l’énigmatique chevalier noir Faust et découvre bientôt le secret le mieux gardé de l’empire des machines.