憧れの特別席『E5系はやぶさ グランクラス』。その車両に乗って仙台へ行くことになったハヤトはいつにも増して興奮していた。夢のような体験のせいでおかしなテンションになるハヤト。そんな彼に振り回されながら、シャショットは最近のハヤトとゆっくり話せていないことを気にしていた。一方そのころ、新たなキトラルザスの帰還を受けて、地底世界の敵エージェントたちの間に新たな動きが起こっていた……!
ユーチューバー的一大イベントであるハロウィンの動画撮影を忘れていたアズサは、超進化研究所で何かやれないかとツラヌキを頼る。しかし、研究所には前回の戦いで倒れた地底世界のエージェント・ゲンブが保護されており、それどころではない様子だ。人類に敵意はないと言うゲンブだが、地底世界の情報は黙して語らない。そんなゲンブの心を開くためにアズサとアキタが指名したのはツラヌキで……?
ゲンブがいつも食べている地底世界の食べ物が地上世界のものとは大きく違うことを知ったハヤトたちは、ゲンブの口に合う食べ物を探す「超1グランプリ」を開催する。おのおのが自分の好きな食べ物を挙げるなか、グランプリのテーマはアキタの好物「スイーツ」に決定。果たしてスイーツ通のアキタが今まで食べた中で一番おいしいと思ったスイーツとは?
ゲンブとの突然の別れに消沈するハヤトたち。そんななか、シノブが家庭の事情でシンカリオンの運転士を辞めることになったという衝撃の情報が舞い込んでくる。シノブ本人も辞めることには納得しているような様子で、ハヤトは何も言うことが出来なかった。新幹線がつないでくれた人々との相次ぐ別れ。ハヤトはすっかり元気をなくし、これからどうすればいいか分からなくなってしまう。
地底世界で着々と進むエージェント・ソウギョクの謀略。いずれ訪れるブラックシンカリオンとの決戦に向けて、リュウジはレイ、タカトラ、ギン、ジョウたち四人の能力を最大限に引き出すために自分ができることを探していた。その相談を受けたホクトは、ある意外な人物に弟子入りしてみてはどうかとリュウジに提案する。その人物とは……?
各地にサラマンダーを出現させ、シンカリオンの戦力を分散する戦略に出てきたキトラルザスの幹部・ソウギョク。そしてゲンブの仇に燃えるセイリュウはブラックシンカリオンでハヤトのE5はやぶさを待つ。ブラックシンカリオンとの決着をつけるため、リュウジが提案した新たな力。それはE5はやぶさと『ドクターイエロー』のクロス合体だった。しかし、クロス合体が成功するためには厳しい条件があるという。
「超進化研究所大宮支部大忘年会」のお店や企画を決める幹事にフタバが任命された。他とは違う一味違う超進化研究所の忘年会を取りしきる難しさを知っている本庄アカギだったが、職員がフタバにアドバイスをすることは禁止されている。困り果てたアカギはアズサやハヤトたちを頼ってフタバを助けようとする。はたして忘年会は成功するのか?そしてアカギのフタバへの思いは届くのか……?
前回の戦いで損傷した『E3』がしばらく出動できなくなってしましい、元気のないシノブ。ハヤトたちは彼のために超進化研究所でのクリスマスパーティーを企画するが、なんとシノブはクリスマスのことを知らなかった!そんな中、アズサはふと思い立って上野駅を訪れ、再びセイリュウと出会う。帰る場所を失ったセイリュウに、アズサは研究所のクリスマスパーティーに参加しないかと持ちかける。
エージェント・トラメが予告した決闘の日、その前日。ハヤトとアズサはセイリュウと話をするため上野駅へ向かっていた。その折、超進化研究所に一人の男がやってきた。彼の名前は倉敷ヤクモ。科学産業省の役人で、シンカリオンやキトラルザスにまつわる様々な謎を解明するために超進化研究所と海外の研究機関を橋渡しする役目を担っていた。そしてこの男、なんとフタバの婚約者で……!?
超進化研究所も年末は大忙し。年の終わりにフタバが書類の整理がてら、これまでの超進化研究所の軌跡を追う。
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