新幹線變形機器人 SHINKALION

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小學5年級的男孩速杉隼人，按照跟爸爸的約定完成了假期作業，作為獎賞，要爸爸北斗帶他去乘坐東北新幹線“E5系隼號”。隼人對跟平時很忙碌的爸爸一起乘新幹線萬分期待。但是爸爸卻接到了工作上的緊急電話不得不離開。隼人拿着爸爸落下的某張卡片來到鐵道博物館，誤入地下的基地，看到在那裏工作的爸爸，和一隻正引發騷動的巨大怪物體。沒有合適駕駛員致機器人無法出動的情況下，他們發現隼人持有極高的適合率。迫於緊急情況，北斗指導隼人駕駛“新幹線戰士 E5隼號”出擊……

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隼人操作着“新幹線戰士 E5隼號”，漂亮地擊倒巨大怪物體Railroader。車長機器人·車長寶，對成為不是誰都能操作的“新幹線戰士 E5隼號”的駕駛員的隼人熱烈歡迎，稱呼他為“搭檔”。但是知曉自己被捲入危險的戰鬥而讓爸爸的內心感到痛苦的隼人，已經不想再坐上新幹線戰士了。那個時候，巨大怪物體Madferris出現！

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從日本全國尋找新幹線戰士的新的合適駕駛者的計劃開始了，模擬器測試以手機程序和街機的方式擴大至全國進行。秋田市出現分數僅次於隼人的玩家，由於記錄來自街機，隼人與阿乘奉命去秋田尋找對方。但是，來到秋田市的隼人結果自己迷路了，在不習慣的雪面上摔倒時向他伸出援手的是一個外冷內熱的少年男鹿秋田。二人分開後，隼人回到新幹線“E6系小町號”的返程車輛上，偶然發現那名少年正坐在自己旁邊的座位上。然後，巨大怪物體Frost Tree出現了。

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在秋田縣遇到的少年男鹿秋田，正是新幹線戰士的新駕駛員候補者，但他以“沒有那樣空閒的時間”為由拒絕成為駕駛員。秋田是光線槍射擊的體育運動選手，為了明天舉行的大會決賽而來東京。對先前將他捲入戰鬥致歉的隼人邀請秋田到他家暫住，那晚，兩人談起了各自的夢想。秋太表示要專注於射擊，拒絕成為新幹線戰士駕駛員，但認同隼人的夢想。然後比賽那天，冰樹怪（Frost Tree II）再度出現，力量變得更強，E5絕招對其無效，還遭到冰封。秋太及時來到研究所，並乘上E6小町號，前往支援隼人。

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第三名的新幹線戰士駕駛員候補發現了，他就是住在石川縣金澤市的少年大山門貫。為了説服不想成為駕駛員的阿貫，隼人他們陪着他遊覽東京。幹勁十足的隼人向他推薦了一大堆鐵路景點，但是電車上的阿貫説對普通的東京遊覽“完全沒有興趣”。

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在隼人他們的努力下，讓Iron Steamer暫時進入停止狀態，但是敵人的再起動是遲早的問題。要打倒這個敵人，必須要三台新幹線戰士合作。也就是説，他們需要大山門貫的力量。隼人和秋田拜訪了阿貫在金澤的老家，希望再次藉助他的力量，但是阿貫有着無論如何都不能離開金澤的理由……原來阿貫家裏開建築公司，父親離世令身為長子的他自覺要為家裏出力。經過母親鼓勵後，阿貫決定成為駕駛員，誓要奪回蒸汽火車。

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三名新幹線戰士駕駛員終於集齊了。但是，堅持自己是隊中王牌的阿貫和拘泥於自己做法的秋田，二者的個性爭鋒相對。某次出擊中，在隼人的努力下終於擊敗了擁有分裂能力的巨大怪物體Star Stream，但凸顯出阿貫和秋田合作不足的問題，實在無法想象在跟不斷進化的敵人的戰鬥中陷入苦戰的場景。隼人的爸爸北斗告訴他們“再這樣下去是無法取勝的”，要想打倒敵人，必須要找出他們擁有而敵人沒有的東西。這種情況下，北斗被調往京都協力建設新據點。就在阿貫和秋田為宿舍房的地盤爭吵時，收到3只Star Stream同時出現的警報……

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北斗調往京都期間，隼人為了儘快掌握新幹線戰士的新力量“連結合體”而鼓足幹勁，卻又顯得精神緊張。阿貫對一開始在“連結合體”訓練中過度勞累的隼人感到擔憂，建議他去放鬆一下。車長寶也嘗試用各種各樣的方法扶持隼人，結果弄巧反拙，兩人吵架不和。這次的敵人由火構成，沒有實體，如要將之擊敗，必須進行連結合體，儘管訓練未嘗成功，隼人依然決定一試。

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被委任頂替北斗的指導長代理的三原雙葉，為如何統籌個性豐富的新幹線戰士駕駛員而煩惱着。聽説此事的指令長出水新平，提議讓隼人等人在內的所有研究所工作人員去温泉旅遊。意想不到的是，出水聲稱去尋找隱世温泉期間，敵人此時卻在他們的旅行地附近出現了。雙葉擔起指揮重任人，阿貫因其指示受傷，令雙葉失去自信，卻不知敵人已悄悄復活。

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山形新幹線·大澤站附近有敵人出現。那裏的路軌同時鋪設了在來線和新幹線（“迷你新幹線”區間），標準規格的E5和E6因為車身寬大，無法正常通過，只有秋田的E6才能前往。而且，隼人和阿貫還在留堂温習中。秋田想憑藉E6獨自打敗敵人，但是受到兼備速度和力量的敵人的攻擊而陷入苦戰。窮途末路之際，局部地區專用的新幹線戰士“E3翼號”現身相救，駕駛員是自稱忍者的少年月山忍。同樣在山上長大的兩人打破隔閡，連手對抗敵人。

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協助隼人、秋田、阿貫的新幹線戰士的整備工作的，是頑固口臭的年老維修員小田原金時。新幹線戰士的廢品再整備的樸素工作的金時，只是看着機體就看穿了隼人等人的戰鬥方式的癖性。隼人為了更好地駕馭新幹線戰士，向他徵求意見。於是金時出了某個題目，那是抹他收集來的大量“垃圾”零件。敵人特工之一的玄武對人類製造垃圾的理由感到疑惑，而青龍逐將吸塵機改造成巨大怪物體，把新幹線戰士的攻擊統統吸收。

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隼人和媽媽櫻、妹妹遙準備到京都探望爸爸北斗。盼望着久違的家人團聚，而且第一次乘坐“東海道新幹線N700”，隼人興奮不已。為了讓隼人能夠平靜地跟家人渡過一天，“出動的任務就要給我們吧！”秋田、阿貫還有阿忍，目送隼人離開超進化研究所。但是，偏偏這個時候一個前所未有的敵人出現在他們面前……玄武親自出擊，變成巨人的他擁有過往所有巨大怪物體的能力，令眾人陷入苦戰。隼人趕到現場增援卻不敵，危急關頭N700A希望號出現。

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突然出現的“新幹線戰士 N700A希望號”把讓隼人他們陷入苦戰的敵人·巨大玄武擊退。那個駕駛員是名古屋支部的清洲龍司，他是比身為小學生的隼人他們年長的中學生。而且，龍司是隼人的父親北斗親自訓練出來的駕駛員。“難道像隼人那樣的小孩子將會被替換下來嗎？”懷着這樣的猜想，隼人的心感到不安……玄武再度出現，母親·櫻在隼人出門前叫住他並加以勉勵，令隼人重新振作。龍司拒絕與隼人等同場作戰，後者獲准出動但是陷入劣勢。

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隼人的同班同學上田梓自稱是超人氣的YouTuber。那天，為尋找新的視頻素材，阿梓潛入了人氣偶像組合“Super Spice”在台場舉辦的演唱會會場。這個時候，新的特工·朱雀出現在阿梓面前，並召喚出巨大怪物體PSY Diva，把阿梓帶進捕獲力場。不知情的阿梓把新幹線戰士的戰鬥場面拍攝上載。再這樣下去，新幹線戰士的事將會被全世界所知曉的，而且那個場合阿梓也相當於是人質，焦急的隼人他們到底怎麼辦？

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隼人和出水指令長他們對敵人的新目的有了猜想，那就是通過新幹線戰士和巨大怪物體的戰鬥，讓人們陷入恐慌。正如其預想的那樣，這次的敵人出現在遠離大宮的北海道函館市。因為距離的關係，隼人等需要四小時才能抵達，加上低温影響，捕獲力場難以長久維持，令情況變得險峻，。在那危險的狀況下趕來現場的快車，是少女駕駛員發音未來駕駛的北海道分部的“新幹線戰士H5隼號”！

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巨大怪物體·纜車蜘蛛再次出現，隼人卻因為感冒而倒下。未來稱隼人“作為駕駛員不夠格”，與秋田、阿貫一同出擊迎擊敵人。但是，秋田的E6小町號和阿貫的E7光輝號被進化後的敵人擒獲起來而無法彈動，未來因為暈車而被迫撤退。未來請求隼人代她駕駛H5出戰，但隼人認為她不能如此輕易放棄任務，兩人於是攜手出擊。

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黃金週到了，隼人偕秋田與貫去到京都鐵路博物館探訪北斗，但北斗因為事忙而暫時無法抽身。期待跟爸爸重聚而來到關西的隼人，決定在新大阪站等待爸爸結束工作。新大阪站是有三條新幹線集結，對他看説是夢幻般的地方。而且，新大阪站內也可以吃到正宗的大阪章魚燒，隼人懷念着以前爸爸所做的章魚燒的味道。這個時候，敵人用相機鏡片製造巨大怪物體，強大對焦能力令新幹線戰士陷入苦戰。

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為了聯合演習，全國各地的新幹線戰士駕駛員，如龍司、未來等人集結在大宮。但是，龍司依舊反對跟隼人等比他年少的孩子們一起戰鬥，導致他們立場不和。隼人請求未來等訓練其作戰技巧，以爭取龍司承認。龍司因母親情況轉差而要回去察看……這個時候，“漆黑新幹線”又出現了，被認為跟往常一樣製造出巨大怪物體的“漆黑新幹線”，這次突然在鐵軌上停留下來，而駕駛員是敵人特工之一的青龍……

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在龍司返回名古屋探望母親而缺席的情況下，隼人等人在跟新的敵人·黑色新幹線戰士戰鬥，即使使出渾身的力量，齊心合力地聯合攻擊，卻仍不敵落下風。那個時候，龍司的“新幹線戰士N700A希望號”即時趕到。憑藉其優越的戰鬥力在千鈞一髮之際幫助隼人他們脱離困境後，N700A釋放出特殊的力場，單挑黑色新幹線戰士。落敗的龍司聽過隼人一番説話後，回想其母親告訴他與人互相信任的重要性，決定嘗試相信別人。

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與黑色新幹線戰士的激戰過後，超進化研究所被變得異常的忙碌。在這種情況下，車長寶卻閒得無聊而飛來飛去。被上田梓指出只是玩具的車長寶大受打擊，搞不清楚自己為何誕生於研究所，為了尋找自我的旅程而悄悄地離家出走。這個時候，敵人特工之一的朱雀乘機接近，並把黑卡插入車長寶體內，使其受到控制。E5出擊對付巨大怪物體，但車長寶卻拒絕合作，更打算造反。

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雙葉帶同隼人等人造訪新建成的“超進化研究所·門司支部”，原本預定乘搭飛機，不過因為隼人的個人願望，一行人只好改坐新幹線前往九州。迎接隼人等人來到九州的是“新幹線戰士 800燕號”的駕駛員大空零。對隼人、秋田、阿貫3位前輩萬分崇拜的阿零還説要拜他們為師。白虎將火箭變成巨大怪物體，正當飛行的敵人令新幹線戰士束手無策之際，阿零的燕號竟然展開飛翼一飛沖天。

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因為剛才的戰鬥，從高空摔下的“新幹線戰士 E5隼號”的腳部關節受損。而且，在連續出現的第二個巨大怪物體的高熱攻擊下，“新幹線戰士 E6小町號”和“新幹線戰士 E7光輝號”也受到了導致無法出發的傷害。對抗敵人的唯一辦法是讓“E5隼號”和“800燕號”連結合體，使E5獲得飛行能力。可是無論模擬多少遍，連結合體總是不成功，而那個原因是出在畏高的隼人身上。為了幫助隼人克服畏高，眾人帶他去皿倉山玩滑翔傘作為訓練。

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隼人跟母親櫻、妹妹遙三人一起來到京都，與單身赴任的父親北斗再會。因為平時鮮有聯繫，所以這一家四口好久未見。但是，不知為什麼小遙對爸爸的態度異常地冷淡。隼人追問她緣由，小遙給出了讓人吃驚的回答！她竟然懷疑爸爸有了外遇！這次，敵人派出船型的巨大怪物體，更利用捕獲力場無法覆蓋水底的弱點逃遁而去。北斗緊急之下乘上500迴音號截擊敵人。

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伊邪不許青龍駕駛黑色新幹線戰士出擊，除非他能答到人類進化的原因。隼人的同班同學上田梓懷着一個大大的抱負，那就是乘上新幹線戰士，拍攝“JS第一次讓新幹線戰士跳舞”的視頻。為了完成那個抱負，阿梓主動擔任團隊合作的統籌者。然後，她接受出水指令長的請求，嘗試去拍攝“漆黑新幹線”，結果阿梓的智能手機被黑色粒子依附而變成巨大怪物體，啊不，是小型怪物體，潛入了超進化研究所，引起巨大騷動。

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隼人獨自一人來到了名古屋，探望住院中的龍司的母親。隼人在那裏得知自己的父親和龍司的父親二人之間的意外因緣。隼人跟龍兒的弟弟辰巳口中得知龍司放棄空手道的理由。但是，這個時候，得到了全新力量的青龍駕駛“漆黑新幹線”直奔大宮超進化研究所，秋田等人半途攔截，但不敵“黑色新幹線戰士·龍騎兵模式”。隼人和龍司正乘坐快車從名古屋趕回大宮，龍司建議將敵人引入研究所的地下試驗場。

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多得秋田、阿貫、阿忍的努力，終於成功地把漆黑新幹線戰士鋒困在了超進化研究所的地下試驗場。龍司駕駛“新幹線戰士 N700A希望號”與黑色新幹線戰士對抗，而且發音的“H5隼號”和大空的“800燕號”也前來支援。另一方面，隼人等待着爸爸北斗駕駛“新幹線戰士500 回聲號”的到來。“新幹線戰士 E5隼號”和“新幹線戰士 500回聲號”的交叉合體正是對抗黑色新幹線戰士的新的力量。北斗能否及時趕來呢？

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“E5×500”終於合體完成。隼人和北斗兩父子揹負着超進化研究所所有的思緒，展開了與“黑色新幹線戰士·狂戰士模式”的激烈戰鬥。“E5×500”的必殺技是大輸出的光束攻擊“超Grand Cross”。但是，這個大量消耗電力而只能使用一次的攻擊卻被黑色新幹線戰士抵抗住了。然後，第二炮憑藉集中全研究所電力成功發射，並擊敗黑色新幹線戰士。另一方方面，敵人的伊邪指出他們種族已經進化到極限，並捨棄了互相幫助的概念，故此要尋求變化。

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暑假到了。想利用假期乘坐新幹線的隼人，自動請纓代替在前幾天的戰鬥中受傷的龍司到名古屋支部幫忙。乘坐前往名古屋的東海道新幹線的隼人，他所坐的座位的旁邊碰巧是指令長出水新平。不習慣與出水指令長獨處的隼人顯得格外緊張，出水向他講述了過去的往事，那是他和隼人的父親北斗相處的一段往事。青龍需要休養沒法出戰，玄武、白虎和朱雀決定仿效人類進化的關鍵“齊心協力”以尋求變化。

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出水見炎熱天氣令大家無精打采，決定帶全體人員去熱海海灘遊玩。不僅是隼人的家人，連秋田、阿貫、阿忍的家人也被邀請去海灘，大夥沉溺於與家人久違的相聚的那份喜悦當中。其中，秋田的母親紅葉的喜悦最為強烈，整天都陪在秋田身邊。這個時候，巨大怪物體出現了，原來這次海邊旅行是出水指令長為了捕獲敵人的電波的誘導作戰——因為海邊噪聲較少，能更容易截取敵人的通訊頻率。為了不讓家人擔心，隼人他們呢需要輪流出擊，於是雙葉提議“劈西瓜大作戰”，那個作戰到底是……？

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隼人前往京都分部進行“超GranCross”的升級測試，阿梓得知後要求同行。一心想要拍攝新幹線戰士的跳舞視頻的阿梓，為了提高作為新幹線戰士駕駛員所必需的“鐵分”，向隼人請教鐵路方面的知識。聽聞此事的隼人的母親櫻，誤以為他們兩人去約會。以成全二人戀情的丘比特自比，櫻向隼人傳達了某個指令。然後，朱雀利用織田信長的遺物製造出怪物體·魔王信長，鬼魅般的敵人令新幹線戰士陷入苦戰。

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在三島拍攝東海道新幹線的隼人，驚奇地見到了本不應該行駛的新幹線。那個列車就是“500 TYPE EVA”，本已經停止運營的夢幻般的車輛。過於興奮而追趕着“500 TYPE EVA”的隼人，在那裏他看到的是向廣闊遠山延伸的未來都市。從偶遇的“洞木三姐妹”口中，隼人得知了這座不可思議的城市的名字——第3新東京市。正當隼人打算乘新幹線回去之際，巨大怪物體·王者使徒怪突然出現。敵人展開的AT立場抵抗一切攻擊，讓E5陷入苦戰。這時，謎之“新幹線戰士500 TYPE EVA”出手相助。

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暑假期間，秋田在嚴肅的氣氛中進行着新幹線戰士的駕駛訓練。看到隼人最近在戰鬥中變得越來越強，苦惱着自己沒有任何成長。雙葉帶隼人等到長野露營兼集訓，目的是要引誘敵人現身，好讓出水實行其計劃（捕獲敵人通信電波的誘導作戰第2彈）。秋田打算重新做起祖父曾經教過又鬼修行，來磨練五感。這時敵人派出能隱形的怪物體“幽靈坦克”，眾人陷入苦戰，撤退謀求對策。

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暑假即將結束，隼人卻發現自己除了自由研究以外的功課全未碰過，結果被母親·櫻勒令在完成所有功課前不得前往超進化研究所。隼人一邊回憶過去的戰鬥，一邊慌慌張張地做繪畫日記作業。青龍的同伴虎目現身，聽見青龍説人類已今非昔比，虎目決定單獨挑戰，驅使10年前出現過的巨大怪物體·First Enemy出現在栃木縣的片岡站上空。隼人到底能夠順利完成作業，駕駛新幹線戰士出擊？

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京都支部的北斗發來了救援請求。原來是京都支部開發的“新幹線戰士700系列”的3名候補駕駛員鬧矛盾，他們鬥宣稱要放棄駕駛了。隼人和雙葉乘搭前往京都的快車，去尋找幾個少年。然後，他們在一家店鋪前遇到了一位想成為廚師、説着鹿兒島方言的少年，他正是3名駕駛員候補中的一人——霧島高虎。向高虎遊説期間，由大鳴門橋變成的巨大怪物體突然出現。

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“新幹線戰士700系列”是實現史上首次由3個機體合體的“三重合體 ”而設計的。為了讓這個合體成功，就必須五橋兄弟和霧島高虎和好。五橋兄弟是漁夫，高虎是廚師，五橋兄弟認為做事要推陳出新，高虎則認為要堅守傳統，思念相反最終翻面……出水根據訊號找出敵人位於鹿兒島縣一帶，隼人與五橋兄弟隨大隊去調查，順道遊説高虎歸隊。白虎見狀決定主動出擊，架設紅色路軌引誘新幹線戰士前往櫻島。大空零擔當先鋒去偵察，卻發現敵人數目眾多。

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鹿兒島縣櫻島——終於獲得敵人真面目的線索的出水指令長，想再一次跟敵人接觸。話雖如此，但可能會遭遇敵人的總戰鬥力。為了做好完全準備的出水舉行手卷壽司派對讓東西日本和九州的駕駛員（隼人、秋田、阿貫、阿忍、阿零和新駕駛員高虎、銀、城）進行聯誼。不過，派對上隼人、秋田、阿忍3人吃不慣添加甜味醬油的壽司，進而引出東西日本的飲食文化差異的話題……隼人靈機一觸想到單獨前往櫻島火口試圖瞭解敵人，惟白虎表示無望和平共處，更派出怪物攻擊，令E5隼號深陷地底，秋田等人見狀馬上前往救援。

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出水放假，委任本莊赤城為代理指令長。多次與敵人敵人接觸過的隼人認為，要理解他們的目的，必須先了解人類的進化的歷史。於是，隼人、秋田、阿貫、阿忍、阿梓一起前往上野的科學博物館。在那途中，隼人他們遇到了超進化研究所的本莊赤城，他好像在與人約會，正等待某人的到來。而他約會的對象……竟然是三原雙葉？！另一方面，想了解人類的青龍，偽裝成人類的模樣來帶地面世界，並與阿梓、隼人相遇。

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隼人作為新幹線戰士的駕駛員有着明顯成長，但他仍覺得自己還缺乏一些東西。隼人他們為了迎接下週學校的運動會而努力練習的時候，為了開發新的新幹線戰士而到名古屋出差的出水指令長終於回到大宮支部了。這時，出水突然提出了一個突然的蜜汁企劃，那就是“超進化研究所大宮支部運動會”！運動會剛剛結束，敵人特工·白虎現身。在出水的安排下，由龍司駕駛新機體“新幹線戰士黃醫生號”出擊迎敵。

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出水指令長等人正猶豫着是否答應敵人的“到地底世界做個了斷”的邀請。另一方面，發現自己還不知道“戰鬥的意義”的隼人，為了讓龍司給自己練習空手道，來到名古屋。但是，龍司只是把練習的事推給了弟弟辰巳，而不直接教導隼人。在車長寶等夥伴都為他擔心，而隼人一心一意地進行練習。龍司告訴隼人其父親意外身亡的始末，並教他空手道是無聲勝有聲的對話。隼人決定去地底世界赴會，龍司駕駛黃醫生號同行。

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“新幹線戰士 E5隼號”和“新幹線戰士 黃醫生號”在地底世界與敵人特工·白虎決戰。由於隼人的成長，龍司駕駛的“黃醫生號”也發揮出真正的實力，兩台新幹線戰士以超羣的聯手作戰將白虎步步緊逼。待命的青龍不願出擊，玄武説原因是青龍與他有相同的領悟。隼人斬斷白虎的劍，努力遊説之際，虎目現身攻擊。白虎突然制住虎目，讓兩人一起被金色能量炮擊中，並在消失前説要隼人幫青龍。

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10月17日是隼人的生日。秋田、阿貫、阿忍、阿梓、車長寶聚在一起討論送給隼人一份禮物。原來他們為免重蹈秋田生日時大家送相同禮物的覆轍，決定湊分送一份禮物。但是，不熟悉鐵道的秋田他們想不出有什麼能讓隼人特別高興的禮物，而且他們還十分在意大人們送隼人的禮物。察覺到秋田他們煩惱的阿梓決定助他們一臂之力。期間，大量敵人·First Emeny突然來襲，眾人以連結合體應戰之際，敵人首領·灰簾出現並在留下問候後消失。戰鬥過後，隼人收到了秋田等人送的他出生那日的全國鐵路時間表的禮物，還有大人們送的金色頭等車廂乘車券。

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隼人一行人乘搭“E5系隼號 金色頭等車廂”前往利府參觀新幹線綜合列車中心，首次坐頭等車廂的隼人難掩興奮。夢幻般的體驗搞得隼人的舉止詭異起來，心裏不斷地自言自語，也完全沒理會坐一旁的車長寶。另一方面，地底世界的敵人特工有了新的動向。灰簾歸來了，玄武認為溝通是和平共處之道，但如要灰簾接納，就必須先讓其見識新幹線戰士的強大實力。

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身為YouTuber的阿梓忘記了萬聖節的視頻拍攝，和阿貫等人來到超進化研究所想做些什麼來彌補。但是，這時候研究所正把上次戰鬥中被擊敗的地底世界的特工玄武拘留着。雖然對人類沒有敵意，但是玄武對地底世界的情報緘口不語。為了打開玄武的心扉，阿梓指名將這個任務交給阿貫……。發現玄武對新幹線及人類生活有興趣，於是帶他去參觀鐵路博物館和去遊樂場玩耍。與之同時，蒼玉向伊邪求助，將地底巨獸·古力亞捷斯送上地面。

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隼人他們知道了玄武常吃的地底世界的食物和地上世界的食物有很大的差別，決定找出適合玄武胃口的食物。各自列舉出自己喜歡的食物，最後決定是秋田最喜歡的甜點。身為甜點達人的秋田至今為止吃過最好吃的甜點到底是……？眾人親手製作秋田母親的特製蛋糕，終於讓玄武覺得美味。玄武準備回去找青龍與朱雀之際，卻受到蒼玉控制，被迫與新幹線戰士為敵。

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隼人他們因為玄武的去世變得消沉。在這種情況下，他們又收到了阿忍因為家族情況（搬家到沖繩，而沖繩沒有新幹線……）而不得已辭去新幹線戰士駕駛員的衝擊性消息。阿忍本人也是一副願意辭職的樣子，隼人他們什麼也説不出來。經歷了與通過新幹線相互連接在一起的人相繼道別，隼人完全沒有精神，不知道該怎麼辦。

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地底世界的特工蒼玉順利地進行他的計劃。龍司正訓練貴虎、吟、釀、零4名新駕駛員，希望最大限度地發揮出他們的實力，惟不得要領。聽了龍司述説煩惱的北斗，提議他前往大宮請教雙葉。那時，兩隻巨大怪物體同時在不同地方出現，令新幹線戰士分散，黑色新幹線戰士隨後出現，隼人與龍司趕往迎戰。

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地底世界的特工蒼玉的策略是讓巨大怪物體在各處同時出現以分散新幹線戰士的戰鬥力。然後，燃起對隼人的復仇怒火的青龍，駕駛着黑色新幹線戰士等待着E5。為了跟黑色新幹線戰士的決戰，龍司提出動用新的力量——那就是E5隼號和黃醫生號的交叉合體。但是，要實現這個交叉合體必須兩個駕駛員的適合率只差不低於0.2%。隼人與龍司會合決戰青龍，龍司的合適率繼續上升，終於達標併成功進行交叉合體。戰鬥達到最高潮之際，隼人與青龍突然進入一個奇異空間並展開對話。對話結束後，隼人終於明白白虎與玄武交託他的事。

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雙葉被委任命為“超進化研究所大宮支部 尾禡餐會”的籌備幹事。有着往年經驗的本莊知道要辦個別有風味的超進化研究所尾禡餐會的艱鉅而為雙葉擔心，但職員又被禁止向雙葉提建議。窮途末路的本莊只好求隼人他們去幫雙葉。大年會能否成功舉辦？青龍決定不返回地底，並在地面流連時遇上阿梓。虎目派出花型古力亞捷斯，皮堅肉厚的敵人令隼人等陷入苦戰。

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E3翼號在上次戰鬥中受損，年內無法出動，阿忍變得無精打采。隼人等人策劃舉辦一個超進化研究所的聖誕派對，卻沒想到阿忍不知道何為聖誕節。在那樣情況下，小梓突然想到訪上野站，然後在那裏再次遇到青龍，並帶他去超進化研究所瞭解何謂聖誕節。虎目聽從蒼玉計策，利用朱雀找到青龍，然後親自上陣，誓要按照種族律法處罰青龍。

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特工虎目預告決戰的前一天，隼人、阿梓為了跟青龍對話來到上野站。這個時候，一名男子來到超進化研究所，他的名字叫做倉敷八雲。他是科學產業省的官員，擔當着為解開新幹線戰士和キトラルザス等各種各樣的謎團的超進化研究所和海外研究機構之間的橋樑。然後這個男人居然是雙葉草的未婚夫……！？來到約戰之日，青龍率先單獨赴會，卻不敵虎目，幸得隼人及時趕到解圍。隼人表示新幹線能跨越種族連繫一切，令青龍下定決心走上新路。

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超進化研究所年末大忙碌。雙葉在整理文件的同時，追憶至今未止的超進化研究所的軌跡。

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新年來了，邀請阿梓參加新幹線戰士新年會的隼人去接阿梓時，發現青龍在她家裏。青龍竟然寄居在上田家。既然如此，隼人也招待了青龍參加新年會。從各自老家回來的秋田、阿貫、阿忍等人帶來了他們家鄉的特產麪條。青龍無法理解人類為何創造出這麼多種麪條，隼人以新幹線為比喻令他明白。地底巨獸·翼龍怪來襲，新幹線戰士在青龍的幫助下擊退敵人。

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為了讓青龍適應地上世界的生活，隼人和阿梓提議東京站觀光一日遊。大宮支部的工作人員也非常樂意地幫助他們。 另一方面，超進化研究所的“綜合指令部”會議上出現了對先前一直被視為敵人的青龍和黑新幹線戰士感到不安的意見。接受這個意見，以嚴謹而知名的總指令長東昴決定到大宮支部視察。熱愛鐵路的東昴受到隼人的鐵路問答遊戲吸引，雙方在互不知道身分的情況下成為好友。兇殘鯊魚怪來襲，其毒素能腐蝕金屬。

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隼人正在給青龍講解新幹線“希望號”和“回聲號”的區別的時候，龍司的母親楓突然打來了電話。據説龍司和弟弟辰巳吵起架來，現在他們什麼聽不進入。為了探明吵架的原因，隼人偕同阿梓、青龍前往名古屋支部。總指令長東昴接到有關名古屋分部的報告，決定借出差之名乘搭東海道新幹線。途中，隼人在東京站的東海道新幹線月台與東昴再會。

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本是為了請求接納青龍成為正式同伴而來到超進化研究所的隼人等人，突然被車長包要求跪下請罪。原來車長寶是為第53集的東京站觀光和第54集的戰鬥中都沒有登場一事而發脾氣！車長寶鬧彆扭一事，青龍説“交給我處理吧”，然後隼人等人去調查為什麼只有“E5隼號”配套製造了車長機器人。

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把“黑色新幹線戰士”帶來地底世界的伊邪，他的真正身份正是8年前事故失蹤了的新幹線戰士的開發負責人八代伊三郎。為了和伊邪對話，隼人等人在青龍的帶領下再次潛入地底世界。作戰由青龍、隼人、零3名駕駛可飛行的新幹線戰士駕駛員執行，但3人一起的作戰行動這是第一次……？

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キトラルザス―…他們是比人類更早住在地球的種族。憑藉優秀的技術讓地底世界一度繁榮，但是不久後停止了進化，如今註定要滅亡。在地球進行調查的玄武、朱雀、青龍、白虎，還有從宇宙調查回來的虎目、蒼玉、灰簾。本集把焦點都放在他們身上，對其徹底地解剖。與勇者們的戰鬥，還有對話的軌跡……他們與人類共同前進的道路到底是……？

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11年前。以新幹線列車駕駛員為職的速杉北斗突然被總部叫喚過去，並在勸導下成為了“新幹線超進化研究所”的設施職員。研究所的目標是開發出次世代的科技技術，第一步就是要實現“超進化速度”。懷着各自夢想而聚集在研究所的人們，那其中也有八代伊三郎的身影。

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終於現身的伊邪發言道“你們和我之間沒有對話的道路”。也就説這並不是隼人他們所期待的對話之道，而必須選擇戰鬥之道。各自與伊邪有着莫大關聯作戰的隼人等人對作戰抱有複雜的思緒。就在這種沉重的氣氛中，高虎、銀、城3人想到只要身為外人的自己才能做的事。

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北斗和出水想知道過去的上司伊邪的真正用意。但是，肩負重大職責的二人直接進入地底世界的話風險實在太大，提案被綜合指令部駁回。大宮支部的每個人都在想辦法如何讓他們二人去跟伊邪見面。其中，本莊赤城鼓足幹勁地表示“我自己也想幫上忙”……？

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等待着進入地底世界的隼人等人的是キトラルザス的領導者灰簾。想知道新幹線戰士為何而誕生，灰簾觀察了隼人他們的戰鬥，並且終於找到了答案。隼人和北斗迎戰巨大化後手持巨劍的灰簾。激烈的戰鬥中，“E5×500”再次發生異變。

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在與灰簾的戰鬥中車長寶失去了所有的數據。看到了徹底改變了的同伴的身影，隼人感到從未有過的失落。在這種情況下，匯合虎目、蒼玉的灰簾正式宣言要攻向地上世界。為此，新幹線戰士的駕駛員們都在各自的支部待命。可是，秋田、阿貫、阿忍都為隼人和車長寶的事擔心，氣氛格外凝重……

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キトラルザス的代理們的地面侵略作戰終於開始了。秋田、阿貫、阿忍、青龍在郡山對抗蒼玉，龍司、辰巳、高虎、銀、城在相生對抗虎目，隼人和北斗則前往伊邪所在的地底世界。另一方面，灰簾乘搭黑色貨物列車直奔東京站。代理指令長雙葉為了讓駕駛員們能夠全力迎戰眼前的敵人，建議啓動“東京站・中央迎擊系統”。這個系統到底是……

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隼人、北斗以外的全國的新幹線戰士駕駛員集合在東京站，點燃了與キトラルザス的首領灰簾的決戰的導火線。但是，吸收了神秘力量的灰簾以壓倒性的力量抵抗住9部新幹線戰士的攻擊。那個時候，終於跟伊邪博士會面的隼人，走到了藏於地底世界的另一架“E5隼號”的面前。那個名字就是“E5隼號 MkⅡ”。

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與キトラルザス的戰鬥結束後，秋田、阿貫、阿忍朝着自己的夢想回到了家人身邊。雖然隼人為他們打氣，心裏還是感到寂寞。這個時候，阿梓找隼人商量。因為新幹線戰士不再需要出動，這讓青龍無所事事。隼人造訪了青龍寄宿的阿梓的家，卻不知為何朱雀也在那裏……？

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為了與新的敵人戰鬥，隼人所在大宮支部的駕駛員再次集結起來。雖然時隔1個月，但在模擬訓練中表現出默契，就像那段空白期不存在一般，但是唯獨秋田覺得自己的駕駛有一點點的違和感。就在這時，一個為名倉敷イズモ的中年男子來到超進化研究所。他是有名企業的社長，雙葉草的未婚夫倉敷八雲的父親。

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秋田、阿忍告訴隼人和青龍，他們説最近阿貫的樣子有些奇怪。比如休息的時候單獨一人去了不知什麼地方，又或者在晚上偷偷地寫些什麼。隼人等人決定跟蹤獨自外出的阿貫。他們看到阿貫在東京大學面前陷入沉思，這時朱雀作出“阿貫是不是喜歡上某人”爆炸般的發言。

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黃金週，龍司和辰巳到訪大宮。隼人他們大宮小組對這久違的相聚都感到高興，龍司卻突然説“請讓我當隼人的學生！” 據説從四月起升為初中三年級生的龍司認真地思考自己前進的道路，為了實現某個夢想而需藉助隼人的力量。龍司的夢想到底和隼人有什麼關係呢？

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阿梓開始對雙葉的貼身採訪。據説為了參加紀實視頻的比賽，要把雙葉專業工作的模樣做成視頻。阿梓比平常更熱心地進行拍攝。另一方面，開放採訪許可的出水指令長，作為交換條件請求阿梓協作某事。並且，雙葉也抱有自己的想法，似乎接受了採訪……到底各自的想法是？

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蒼玉用策略奪走了青龍的黑色新幹線戰士，同時青龍也喪失了記憶。失憶的原因好像是青龍守護那顆受到打擊的“心”。想知道青龍的“心”的起源於何處的朱雀，和隼人他們一起嘗試各種各樣的方法幫助青龍找回記憶，可惜一直都不順利。這時，阿忍面對痛苦着的青龍，似乎想到什麼。

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前往上野動物園的隼人等人，看到正在上野站等候中的雙葉。她所等待的對象是未婚夫倉敷八雲。不過，這次八雲的目的不是結婚。據説，八雲在法國對新幹線戰士適合率進行研究，但是沒有取得預期的進展。對着這樣子的八雲，雙葉勸告説某個人可能會是揭開謎團的關鍵。而她説的那個人竟然是阿梓。

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為了避免不必要的鬥爭，【基度拉爾撒斯】的代理·麒麟留下了想跟隼人他們成為夥伴的話語後就跟“黑色新幹線戰士食人魔”離開了。心中充滿各種疑問的隼人等人向朱雀打聽情況。這時，拜訪倉敷八雲研究大樓的上田梓發來了自拍的信息。那張看上去挺歡樂的照片，拍下了阿梓、八雲和麒麟在一起。

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協助麒麟的是出雲、八雲的倉敷重工業。告訴隼人在明天之前決定要不要成為的同伴後，麒麟就消失了。八雲和麒麟聯手，據説是為了推進使用【基度拉爾撒斯】的技術的日本全區間新幹線化的計劃。出雲特別強調説那將是都市和鄉下、城市和城市之間沒有任何差別的未來。關乎日本的未來，隼人的回答是……

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青龍的黑色新幹線戰士領着黑色新幹線戰士奧加回到了地底世界。青龍想一個人跟麒麟做了了斷，破壞了連接地底世界和人類世界的櫻島的洞窟。另一方面，受到新宿大事件的影響，超進化研究所被下令禁止出動新幹線戰士。在這種姑且不提幫助青龍，就連乘搭新幹線戰士都做不到的情況下……

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捕捉住麒麟操控的黑色新幹線戰士奧加，隼人等人通過傳送裝置返回了名古屋。龍司和辰巳前來匯合。黑色新幹線戰士奧加釋放出隱藏的力量，變形成最終形態。在收集了所有新幹線戰士數據而製造出來的究極的敵人面前，隼人等人束手無策。那個時候，超進化研究所發現了有關“黑色粒子”的不可思議的數據。

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藉助“黑色粒子”的力量，使得同伴們合作的能量大幅增強。但是，黑色新幹線戰士奧加仍抵擋住了使用了這個力量的隼人的攻擊。擊退了所有新幹線戰士，麒麟向東京直搗而來。已經沒有可以阻止他的新幹線戰士了……但是，隼人沒有放棄！為了追擊黑色新幹線戰士奧加，為了聯繫大家的未來，新幹線戰士的最後出動！