때는 2002년, 세계 최초의 해저 열차인 마린 익스프레스는 개통을 앞두고 시범 운행에 들어간다. 미국 로스앤젤레스에서 출발한 열차는 태평양을 횡단해 일본 도쿄로 향한다. 열차에는 설계자 '나젠코프' 박사와 임시 기장인 아들 '록 나젠코프', 미국과 일본의 고위 공직자 등이 탑승했는데, 그중에는 사립 탐정 '반 슌사쿠'도 있었다. 살인범을 추적하던 그는 해저 열차를 악용하려는 무기 밀수 조직의 음모를 알아낸다. 한편, 열차를 만든 것을 후회하는 나젠코프 박사는 로봇 '아담'에게 열차 폭파 명령을 입력해 둔다. 폭파 시간이 다가오던 그때, 열차는 갑자기 1만 년이나 떨어진 무 제국으로 이동한다. 록 일행은 그곳에서 '사파이어' 여왕을 도와 침략자 '샤라쿠' 왕자에게 대항한다. 무 제국에는 다시 평화가 찾아오고, 반 슌사쿠는 차원 비행 장치를 통해 원래 세계로 돌아온다.