У футуристичному всесвіті, де люди досягли безсмертя, замінивши свої тіла кібернетичними частинами, молодий сирота на ім'я Тецуро Хошіно мріє отримати механічне тіло, щоб врятуватися від бідності та помститися роботам, які вбили його матір. Тецуро дізнається про легендарний "Галактичний експрес 999" - потяг, який подорожує через всю галактику до планети, де люди можуть безкоштовно отримати справжні людські тіла. Вирішивши дістатися цієї планети, Тецуро сідає на потяг за допомогою таємничої жінки на ім'я Маетел. Під час подорожі вони зустрічаються з різними планетами і стикаються з різними викликами, включаючи битви з безжальними мисливцями за машинами та зустрічі з іншими мандрівниками, які шукають свої власні бажання. Дует стикається з небезпекою та обманом, але також знаходить дружбу та співчуття, засвоюючи цінні уроки про справжній сенс людяності, важливість любові та самопожертви. Коли Тецуро наближається до місця призначення, він мусить врешті-решт вирішити, чи справді отримання механічного тіла є бажанням його серця, чи життя є чимось більшим, ніж просто фізична форма.