《新幹線変形ロボ シンカリオン THE ANIMATION》 速杉ハヤト（名字に「速すぎる」という意味が込められている）と他の子供たちは、新幹線変形ロボットのパイロットとして操縦することになる。これらのロボットは、実在する日本の新幹線をモデルにしており、ロボット形態に変形し、日本の平和と安全を守るため、未知の邪悪な勢力と戦う。 子供たちは、新幹線超進化研究所（SUEI）の大人たちと協力し、漆黒の弾丸列車のような怪物に立ち向かわなければならない。