5 menit awal anime Koutetsujou no Kabaneri ini, dimulai dengan serangan misterius yang dilakukan Kabane (mirip zombie) terhadap kereta api yang sedang berjalan yang berisi sekolompok orang berpakaian seperti samurai yang membawa senjata api laras panjang yang sedang bertahan dengan menembaki Kabane yang menyerang dari luar gerbong kereta api. Kabane memiliki kekuatan yang dasyat, dengan hanya satu pukulan saja dapat meremukan sisi gerbong dengan mudahnya.
Serangan Kabane ini dimulai sejak 20 tahun yang lalu, membuat orang-orang di Hinomoto berlindung di stasiun. Orang-orang ini meninggalkan harga diri dan kawan mereka sendiri dan kabur menyelamatkan diri dari tanah kelahirannya terhadap penyerangan yang dilakukan Kabane. Siapapun yang terkena gigitan Kabane, manusia orang tersebut setelah beberapa hari juga akan menjadi Kabane (mirip-mirip zombie dalam cerita film resident evil).
Ikoma sebagai salahsatu pembuat senjata bushi (senjata angin) sedang mencari cara untuk membuat senjata baru yang dapat mengalahkan Kabane. Namun dalam setiap percobaannya, ia selalu mengalami kegagalan. Tidak diduga gerbang barat sebagai tempat tinggal Ikoma yang dianggap aman, jebol juga oleh serangan Kabane. Ikoma pun tergigit, namun ia berhasil selamat berkat kegigihannya menghentikan infeksi virus Kabane.
Bagaimana kelanjutan selanjutnya, apakah manusia bisa bertahan hidup dalam pertarungan melawan Kabane?
Apakah Ikoma berhasil membuat senjata baru?