炭治郎帶著禰豆子與善逸、伊之助搭上無限列車,與「炎柱」煉獄杏壽郎見面,協助他殺死潛伏在列車上的惡鬼。上車不久後,他們遭到幾隻鬼攻擊,杏壽郎輕鬆將其殺死,但在車長檢查完車票後,一行人呼呼大睡,此為潛伏在列車上的「下弦之壹」魘夢的能力,他指使四個乘客在炭治郎等人手上綁繩子,藉此進入他們夢中,摧毀位在夢中的精神核心,一旦核心被毀,做夢者便就此長眠。魘夢承諾那些乘客在事成之後能讓他們享受美夢。
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在沉睡期間,炭治郎在夢中與已故家人團聚,善逸在與夢中情人禰豆子約會,伊之助在夢裡與他的夥伴們進行洞窟探險,而杏壽郎則夢見了他的父親及弟弟。炭治郎發現自己在做夢後試圖喚醒自己,他發現在夢中自刎便可清醒,同時,禰豆子使用血鬼術燒斷繩索,喚醒魘夢手下,他們為達使命便開始攻擊炭治郎,但皆被炭治郎擊昏。其中,進入炭治郎夢中的那個人被炭治郎溫暖的精神世界所感動,並未攻擊炭治郎。
禰豆子叫醒善逸等人,而炭治郎在車頂上與魘夢對戰,魘夢不斷施術讓炭治郎睡著,而炭治郎不斷在夢中自刎,直到他將魘夢斬首。但炭治郎很快地發現與他對決的並非魘夢本體,魘夢本體已和列車融合,在炭治郎和伊之助尋找魘夢脖子的期間,禰豆子、善逸和杏壽郎保護著車上乘客。炭治郎和伊之助在引擎室找到魘夢的脖子並將其斬殺後,列車也停下來。
魘夢被斬殺後,接著「上弦之參」猗窩座突然現身,要襲擊負傷的炭治郎時,被杏壽郎救出,此時猗窩座欣賞杏壽郎的實力並向他提出變成鬼的提議,但杏壽郎拒絕,並與他對戰而身受致命傷,破曉前刻,杏壽郎困住猗窩座,打算利用陽光與其同歸於盡。猗窩座卻斷臂逃亡,炭治郎擲刀刺傷了猗窩座,欲阻止而未果。鬼殺隊的其他成員得知杏壽郎死訊,而炭治郎等人也為了杏壽郎的逝世悲慟不已。