Em um mundo devastado por criaturas chamadas Kabane, os sobreviventes vivem em fortalezas conectadas por trens blindados. Ikoma, um jovem engenheiro, cria uma arma para derrotar os monstros e acaba infectado, tornando se um Kabaneri, híbrido entre humano e Kabane. Ao lado da misteriosa Mumei e de outros sobreviventes, ele luta para proteger o trem Koutetsujou e descobrir a verdade por trás da praga que assola a humanidade.