在日本鐵道博物館、京都鐵道博物館、磁浮·鐵道館的地下深處潛藏著特務機關「新幹線超進化研究所」。為了對抗「暗黑新幹線」誕生出的巨型怪物體，研究所開發出「新幹線變形機器人」守護日本，同時新幹線變形機器人需要合適率較高的孩子們駕駛，才能發揮出機體最大的力量打退強敵！而「暗黑新幹線」目的是什麼，孩子們能否守護好日本的未來!?

新干线超进化研究所为了从诞生于“漆黑新干线”的巨大怪物体手中守护日本的未来，人们开发了“新干线变形机器人SHINKALION”。具备与SHINKALION较高适合率的孩子们成为驾驶员，与研究所员齐心协力，面对强大的敌人！究竟“漆黑新干线”的目的是……孩子们能否守护日本的未来……变身！SHINKALION！

신 사이타마시에 살고 있는 하야스기 하야토. 하야토는 철도 박물관에 근무하는 아버지의 영향으로 신칸센과 전차를 좋아하는 소년이다. 어느 날 아침 하야토는 아버지가 두고 간 Shinca 카드로 철도 박물관의 지하에 존재하는 특무 기관 신칸센초진화연구소의 존재를 발견하여 들어온다. 최심부 격납고에서 신칸센 E5계를 발견한 하야토. 그러더니 느닷없이 승차문이 열리면서 올라탄 그 때 갑자기 경보 멘트가 울린다. 신칸센 E5계는 하야토의 Shinca에 반응하며 하야토를 태운 채 자동 조종으로 목적지를 향해서 발차한다. 다른 차원에서 온 거대한 물체 키트럴저스가 날뛰는 모습이 가까워지고 있었고, 하야토가 아버지의 지시로 운전석에 Shinca을 터치하자 차량은 신칸센초진화연구소에서 비밀리에 개발한 인간형 로봇 신카리온 E5 하야부사로 변형된다. 일본의 안심과 안전을 지키기 위하여 하야토는 E5 하야부사와 함께 키트럴저스에 맞선다.

新幹線超進化研究所「漆黒の新幹線」が生み出す巨大怪物体から日本の平和と安全を守るため、 「新幹線変形ロボ シンカリオン」を開発した。

シンカリオンとの高い適合率を持もつ子供たちが運転士となり、研究所員たちと力を合わせて強大な敵に立ち向かう！

果たして「漆黒の新幹線」の目的は・・・。子供たちは日本の平和と安全を守れるのか・・・。

チェンジ！シンカリオン！

Hayato Hayasugi (his last name is a pun on the words for "too fast") and other children will serve as conductors to pilot the Shinkalion. The Shinkalion robots are various models of real-life Japanese bullet trains (shinkansen) that transform into robots to fight an unknown evil to protect the safety and peace of Japan.

The children must work together with the adults of the Shinkansen Ultra Evolution Institute (SUEI) to defeat a monster that looks like a jet black bullet train.

Hayato Hayasugi (zijn achternaam is een woordspeling op de woorden voor 'te snel') en andere kinderen zullen dienen als dirigenten om de Shinkalion te besturen. De Shinkalion-robots zijn verschillende modellen van echte Japanse kogeltreinen (shinkansen) die veranderen in robots om een ​​onbekend kwaad te bestrijden om de veiligheid en vrede van Japan te beschermen.

De kinderen moeten samenwerken met de volwassenen van het Shinkansen Ultra Evolution Institute (SUEI) om een ​​monster te verslaan dat lijkt op een gitzwarte kogeltrein.

Ночью, проверяя состояние дорожных путей, ремонтники заметили несущийся на огромной скорости необычный сверкающий поезд. Поравнявшись с ними, он превратился в гигантского монстра и принялся крушить все вокруг. Рабочим удалось бежать, сообщить о происшествии и немедленно вызвать подмогу из института ультраэволюции Синкансена. Атаковав загадочного неприятеля и создав защитное силовое поле, ученые смогли его обезвредить на час. Школьник Хаято Хаясуги, сын работника железнодорожного музея, является большим фанатом железной дороги и всего, что с ней связано. Поехав к отцу на работу, чтобы вернуть ему карту Шинка, мальчик попадает в секретную лабораторию, где его обнаруживает и сканирует маленький андроид, охраняющий территорию. В результате сканирования выясняется невероятный, почти фантастический факт - Хаято идеально совместим и может управлять сверхсовременным скоростным составом, способным развивать ультразвуковую скорость и трансформироваться в могучего боевого робота.