Nach den Ereignissen von Sayonara Galaxy Express 999 ist Tetsuro Hoshino von einem Jungen zu einem jungen Mann herangewachsen. Er arbeitet nun als Assistent in einer medizinischen Klinik, die mechanisierten Menschen hilft, die sich nach dem Zusammenbruch des mechanisierten Mutterplaneten nicht mehr selbst versorgen können. Obwohl er in der gesamten Galaxis als Held gefeiert wird, der die Menschheit vom mechanisierten Imperium befreit hat, hat Tetsuro seine Waffe als Krieger weggeschlossen und hofft auf Frieden auf der Erde. Doch seine Bemühungen, ehemaligen Feinden zu helfen, machen ihn in den Augen einer extremistischen Gruppe zum Verräter. Er wird überfallen und beinahe getötet, nur um von der Weltraumpiratin Königin Emeraldas gerettet zu werden. Sie enthüllt eine schockierende Wahrheit: Maetel ist verschwunden, und sie beauftragt Tetsuro mit der Mission, sie zurückzubringen. Widerwillig begibt er sich auf seine dritte Reise an Bord der Galaxy Express 999.

Als der Zug vom Bahnhof Destiny abfährt, löst die Metanoid-Fraktion – eine feindliche Macht, die Tetsuro als das gefährlichste Wesen im Universum betrachtet – ein katastrophales Ereignis aus. Sie lassen die Sonne künstlich zur Supernova werden und vernichten das gesamte Sonnensystem. Dieser Verlust seiner Heimatwelt stärkt Tetsuros Entschlossenheit. Die Reise wird zu einem Wettlauf gegen die Zeit, während Metanoid-Attentäter und der Schatten eines wiedererwachten neuen mechanisierten Imperiums näher rücken.

Im Zentrum dieser neuen Geschichte steht die Bindung zwischen Tetsuro und Maetel. Während sich die früheren Filmadaptionen auf Tetsuros Erwachsenwerden konzentrierten, verlagert diese Erzählung den Schwerpunkt auf ihre reine und beständige Liebe. Unterwegs erscheinen zahlreiche Charaktere aus Leiji Matsumotos breiterem Universum: Captain Harlock, der unerschütterliche Weltraumpirat; Emeraldas, die ihre eigenen Geheimnisse birgt; der mysteriöse Tochiro; und der stets treue Schaffner. Die Handlung verwebt Elemente aus Matsumotos anderen Werken, darunter das legendäre Schlachtschiff Yamato, und schafft so ein großes Crossover.

Der erzählerische Bogen entfaltet sich in zwei großen Phasen. Die erste umfasst Tetsuros erzwungene Abreise, die Zerstörung des Sonnensystems und seine Verfolgung Maetels durch die Galaxis. Die zweite, die nach einer Pause wieder aufgenommen wurde, führt das neue mechanisierte Imperium unter der Führung des furchterregenden Darknas ein. Die 999 wird von der mobilen Festung des Imperiums erobert, und Maetel muss sich Darknas direkt stellen, während Tetsuro seinem alten Erzfeind, dem Schwarzen Ritter Geisel, gegenübersteht. Der letzte Kampf ist sowohl eine actiongeladene als auch eine emotionale Abrechnung, da die Kräfte des Lichts und der Dunkelheit – geprägt von Tetsuros Aufrichtigkeit – beginnen, einander zu verstehen und Schritte in Richtung einer neuen Zukunft zu unternehmen. Die Geschichte endet damit, dass Tetsuro seine Suche fortsetzt, das verschwundene Sonnensystem wiederherzustellen, und sich auf die letzte Station namens Eternal zubewegt.