Il trenino Thomas diventa amico delle Locomotive Sperimentali: Lexi, Theo e Merlin, che ai suoi occhi appaiono come locomotive mai viste prima. Merlin possiede lo speciale potere dell'invisibilità, o almeno crede. Durante la sua spedizione, Thomas si imbatte in Steelworks, dove incontra altre due locomotive, Frankie e Hurricane, che non sono tranquille come sembrano e mettono immediatamente Thomas al lavoro. Quando Thomas non fa più rientro a Sodor, James si allarma immediatamente e parte per Mainland per ritrovarlo ma finisce nei guai anche lui. Un'abile fuga di Thomas e un aiuto dalle Experimental Engines è quello che ci vuole per farcela. Con il tempo che sta per scadere, ce la faranno Thomas e i suoi nuovi amici a riuscire nell'impresa e a dimostrare che l'amicizia è sempre più importante che cercare di essere la locomotiva migliore?