為了調查已經有超過四十人下落不明的無限列車，煉獄杏壽郎趕往現場，而他在途中遭遇了鬼。拯救被鬼襲擊的人們之後，煉獄終於抵達無限列車。究竟那前方有什麼在等待著他呢──。

炭治郎等人結束在蝴蝶屋的修練，前往下個任務的地點無限列車。他們在那裡與先行抵達的煉獄會合。不知如何應對過於熱情的煉獄的炭治郎、害怕鬼的善逸、以及對列車感到興奮的伊之助──在這乘載眾多乘客的列車上，即將開始新的戰役。

炭治郎、禰豆子、善逸、伊之助在無限列車上與煉獄會合。雖然炭治郎等人在得知列車上有鬼出沒的消息後提高了警覺，還是在不知不覺間睡著了。睡夢中，炭治郎與過去應該已經失去的家人們再會了，但那是在下弦之壹・魘夢的血鬼術之中。

炭治郎等一行人全部中了鬼的遠距離催眠術式，陷入夢境。炭治郎突然意識到夢裡的死能夠連接到現實中的清醒，於是便舉起刀...

禰豆子、善逸、煉獄為了從魘夢手中守護乘客挺身而戰。另一方面，炭治郎跟伊之助發現了與列車融合的魘夢的脖子。兩人同心協力抵抗魘夢接連不斷使出的血鬼術，最終斬斷魘夢的脖子，無限列車也跟著脫軌翻覆。兩百多人的乘客與炭治郎等人的命運究竟會――。

擊倒魘夢後，炭治郎等人面前出現了上弦之參・猗窩座。千鈞一髮之際，煉獄趕來迎戰襲擊遍體鱗傷的炭治郎的猗窩座。激鬥的過程中，猗窩座對煉獄說了「要不要成為鬼」。雖然煉獄嚴正拒絕，逐漸受傷的身體也慢慢到了極限……。