地獄に落とされていた吸血鬼をリーダーとする西洋妖怪たちが、時空間を自由自在に行き来できる“まぼろしの汽車”を奪って脱走した。彼らの目的は、暗黒空間へ行って、世界中の妖怪たちを支配する力を得ることである。閻魔大王からの知らせを受けて、それを阻止しするべく出発した鬼太郎たちは、東京上空を走っているまぼろしの汽車に潜入した。鬼太郎たちは、迫り来る魔女や狼男、フランケンたち西洋妖怪と壮絶な戦いを展開していったが、吸血鬼によって鬼太郎が妖怪石炭に変えられてしまう。西洋妖怪たちは、初めから妖力の強い鬼太郎を燃料にしようと企んでいたのだった。燃料ガマにくべられてしまった鬼太郎を助けるために、目玉おやじは、鬼太郎がまだ石炭にされる前の時間へと汽車を向かわせる。こうして無事に元の姿に戻った鬼太郎は、見事に西洋妖怪たちを退治した。