謎の巨大怪物体から日本を守るため、新幹線超進化研究所によって開発された新幹線変形ロボシンカリオン。超進化研究所は新たな敵に備え、新型ロボ「シンカリオンＺ」、そして在来線から変形する新武装強化車両「ザイライナー」の開発を進めていた。「シンカリオンＺ」の運転士となった子供たちは、再び現れた巨大怪物体を迎え撃つ！未知なる敵の出現―。そして2人の少年の出会い―。シンカリオンのさらなる進化が始まる！！！