Tras completar el entrenamiento en la Mansión de la Mariposa, Tanjiro y sus compañeros se dirigen a su siguiente misión, el Tren del Infinito, donde más de 40 personas han desaparecido en un periodo muy corto de tiempo. Tanjiro y Nezuko, acompañados por Zenitsu e Inosuke, se unen a uno de los espadachines más poderosos entre los miembros del Cuerpo de Matademonios, el actual Pilar de las Llamas Kyojuro Rengoku, con el propósito de hacer frente al demonio a bordo del Tren del Infinito. Lo que desconocen es que se están adentrando en una mortífera trampa tendida por Enmu, Demonio del Sueño y una de las 12 Lunas Demoníacas, en un tren con destino a la desesperación.