Demon Slayer: il treno Mugen, film diretto da Haruo Sotozaki, segue e vicende di Tanjiro, un ragazzo che ha deciso di diventare un cacciatore di demoni, dopo che la sua famiglia è stata brutalmente uccisa e sua sorella Nezuko trasformata in un demone, ma con pensieri ed emozioni ancora umane. Durante le sue peregrinazioni, il giovane ha cercato un modo per riportare la sorella a una forma umana ed è determinato a trucidare tutti i demoni del mondo, in modo che quanto accaduto alla sua famiglia non possa più succedere.
Dopo aver completato il loro addestramento come ammazza-demoni nella Villa delle Farfalle, Tanjiro e il suo gruppo, formato Zenitsu, timoroso e potente quando dorme, e Inosuke, il ragazzo allevato dai cinghiali, devono affrontare la loro prima missione. Il gruppo dovrà salire a bordo dell'inquietante treno Mugen, dove si trova un demone che ha fatto fuori oltre 40 persone e ha ucciso diversi ammazza-demoni. Insieme a loro anche il potente spadaccino e cacciatore di demoni, Kyojuro Rengoku. Tanjiro e i suoi amici affronteranno il demone sui binari della disperazione, mentre il treno corre a una velocità esagerata...