蝶屋敷での修行を終えた炭治郎たちは、次の任務である「無限列車」に到着した。そこでは短期間に40人以上が失踪した。禰豆子を連れた炭治郎、善逸、伊之助は、鬼殺隊最強の剣士「柱」の一人、炎柱・煉獄杏寿郎と遭遇。闇へと続く無限列車の中で、彼らはここに潜む幽霊たちと対峙することになる。