Rail Wars! berlangsung di alam semesta alternatif di mana pemerintah Jepang tetap memegang kendali atas sistem perkeretaapian negara tersebut. Karena stabilitas yang diberikan oleh kepemimpinan pemerintah, sistem perkeretaapian dibiarkan berkembang.
Naoto Takayama bercita-cita untuk menjadi pegawai di Japan National Railways karena kehidupan yang nyaman yang memungkinkannya untuk hidup. Untuk mencapai hal ini, ia mengikuti program pelatihan, di mana para siswa harus menunjukkan pengetahuan mereka tentang kereta api serta kemampuan mereka untuk siap menghadapi tantangan apa pun yang mungkin muncul.
Selama periode ini dia akan bertemu dengan murid-murid lain seperti Aoi Sakura yang berbakat secara atletis, Sho Iwaizumi yang selalu merasa lapar, dan Haruka Komi yang merupakan ensiklopedia manusia. Bersama-sama mereka akan bekerja untuk bertahan hidup selama masa pelatihan, sambil menghadapi penjambret, ancaman bom, dan momok yang menjulang dari kelompok ekstremis “RJ” yang ingin memprivatisasi sistem kereta api.
