埼玉县,新越谷高校。这年春天入学的武田咏深,在那里与儿时好友的山崎珠姬重逢。中学时代,由于没有捕手能接住咏深的球,因此她那激烈变化的“魔球”无法投出,于是中途放弃了棒球。但在强豪队伍中磨练了实力的珠姬,成功地接下了咏深的变化球。实现了幼时的约定,再次相遇的两人,与同班的川口姐妹及其他同伴们一起让停止活动中的棒球部复活。目标是全国!新生·新越谷高校棒球部的挑战从这里开始——
该片讲述的是《铁胆火车侠》几年之后的故事,部分人物的声优有变更。基本与《铁胆火车侠》一样是面向小学生的作品。前作的主人公哲雪在故事的最后几集登场。 铁胆火车侠与黑魔头两军离开数年后。由于黑魔头军再没有入侵地球的事被判明,JHR基地 面临着被封闭的命运。不过现在,黑魔头军又再度袭来。他们的目的是为了带给人类不幸,并利用人类小学生圣桥健太来协助他们做坏事。期间健太误入了500系新干线所行使的铁轨上而快要被火车撞到。就在这时,光能量从宇宙飞来并与500系新干线合体,铁胆火车侠Lightning West变形!铁胆火车侠与黑魔头军的战斗又再度展开了。