После инцидента с нарушением космического движения, Чихару — генно-модифицированный человек с нестабильными реакциями — и Макина, киборг с недавним сбоем в системе навигации, получают весьма странное наказание: им предстоит обслуживать старый, списанный с регулярного рейса транспорт — Milky☆Subway, легендарный галактический экспресс, курсирующий между забытыми орбитами и затонувшими станциями. Им казалось, что уборка коридоров, обслуживание кабелей и пересчёт пассажирских кресел займут не больше недели. Но уже в первый день поезд внезапно активирует древнюю систему автозапуска и срывается в полёт по неисследованному маршруту. Каждая новая остановка — это не просто станция, а целый мир с абсурдными правилами: комета-базар с торгующими гравитацией торговцами, планетоид в форме музыкального зала, где пассажиров атакует ритм, и червоточина, ведущая в замкнутый временной цикл, где события повторяются бесконечно. Чихару пытается найти хоть каплю логики в происходящем, Макина на ходу переписывает свои боевые протоколы в алгоритмы хаоса, а поезд всё мчится и мчится — ведомый таинственным импульсом, заданным, похоже, уже не людьми. Пассажиры меняются, пространство и время текут непредсказуемо, а система безопасности вдруг пробуждает режим «Очищения от живых элементов». Теперь герои должны не только убираться, но и выживать — без плана, без карты, с одним только странным предчувствием, что поезд этот не просто механизм, а существо с собственным разумом.