《魔幻铁路历险记》由最受孩子们欢迎的电视连续剧《火车头托马斯和他的朋友们》改编而成。该片秉承了原片无与伦比的魔法魅力,而且首次采用宽荧幕的形式向观众展示这种"半真人演绎半动画制作"的新派电影。 11岁的Lily(由Mara Wilson扮演)坐火车去她爷爷家玩。她爷爷(由Peter Fonda扮演)年轻时可是一名快乐的铁路工程师,但是现在过着孤独的生活。没想到Lily坐错了火车,最后在一个景色优美的小镇下了车。那个小镇名为" 美丽时光", 在那里Lily遇上了一位会使魔法的列车长(由Alec Baldwin扮演),跟着他又上了火车,沿着"魔幻铁路"开始去苏达岛的探险之旅。要知道苏达岛可是一个玩具王国,可爱的Thomas(迷你型蓝色蒸气车头玩具)就住在那,但是现在这个"世外桃源"正在受到贪婪和愚昧的侵蚀。于是Lily 和Thomas联手,在小狗Mut...。民国时期,中华大地军阀混战,日本在东北扶持伪满洲政权,伺机部署侵华计划。当时远东古玩黑市出现大量关外文物,中央文物保护组织开始了“守护国宝”的系列行动,在远东铁路枢纽哈尔滨秘密开设了一条国宝专线,将在关外收集到的国宝通过这条铁路专线运往关内。
九龙镇一带的满清秘藏是所有盗墓贼心心念念的必争之物,当时九龙镇周边炸山事件不断,就是为此,且国宝专线已经被日本军方察觉,不得不尽快取消。
年轻的考古学家张一鸣和杜潇接受文物保护组织的命令,务必在十日之内,赶在文物专线取消前将满清秘藏里的国宝送上最后一班列车。
两位满怀爱国热情且具备深厚考古知识的年轻学者接了命令,来到九龙镇,开始了他们守护国宝的计划。。