托马斯 （ 约瑟夫·梅 配音）想要参加了不起的火车比赛，却遭到了大火车头们的嘲笑，他们觉得托马斯的身形不够高大威猛、速度也不够快，很难与世界各地最优秀的火车们匹敌，但托马斯仍决意一试。首先，他尝试升级为流线型造型以提高速度，可是胖总管认为流线型更适合高登。之后，托马斯又想把自己装饰得和印度火车头艾西娅 （ Teresa Gallagher 配音）一样美丽动人，然而他的这些计划全部折戟。托马斯终于意识到只有坚持自我才能在竞赛中赢得希望，而当他最后抵达竞赛现场时，一场柴油火车策划的阴谋再度阻拦了他的去路，托马斯和他的第一个中国火车朋友勇宝的友谊之旅也随之开启 。