Rail Wars! se desarrolla en una versión paralela de Japón en la que el sistema ferroviario nacional permaneció bajo control estatal en lugar de ser privatizado. Naoto Takayama ingresa en el programa de formación de los Ferrocarriles Nacionales de Japón con la esperanza de conseguir una carrera estable y cómoda, pero el camino hacia un empleo seguro resulta mucho menos corriente de lo que imaginaba. Como aprendiz, no solo se le evalúa por sus conocimientos ferroviarios, sino también por su capacidad para mantener la calma cuando los trayectos cotidianos se vuelven peligrosos, lo que lo sitúa en primera línea de un sistema del que dependen millones de pasajeros cada día.
Sus compañeros de formación convierten ese aprendizaje en una sucesión constante de emergencias. La atlética Aoi Sakurai aporta energía y habilidad para el combate al equipo, Shou Iwaizumi siempre tiene hambre pero no duda en lanzarse a la acción, y la experta Haruka Koumi mantiene a todos con los pies en la tierra gracias a sus conocimientos. Juntos se enfrentan a incidentes que van desde tirones de bolso hasta amenazas de bomba, mientras aprenden lo que significa proteger tanto el ferrocarril como a las personas que dependen de él. A medida que sus responsabilidades se intensifican, también entran en conflicto con RJ, un grupo extremista que busca privatizar la industria ferroviaria. Lo que comienza como la búsqueda de Naoto de un futuro seguro acaba convirtiéndose en una trepidante aventura laboral en la que la disciplina, el trabajo en equipo y la lealtad se ponen a prueba dentro y fuera de las vías.