Takara Tomy mengumumkan pada hari Selasa bahwa lini mainan Shinkalionnya akan memiliki anime televisi baru berjudul Shinkansen Henkei Robo Shinkalion Z yang akan tayang perdana di TV Tokyo pada musim semi ini. Bersamaan, situs web anime ini merilis cuplikan teaser dan juga mengungkapkan visual animenya.
Visual di atas menunjukkan dua karakter baru, serta shinkansen Hayabusa seri E5, dan kereta Jalur Yamanote seri E235.
Dalam cerita anime TV pertama, Hayato Hayasugi dan anak-anak lain berperan sebagai konduktor untuk mengemudikan Shinkalion. Anak-anak harus bekerja sama dengan orang dewasa dari “Shinkansen Ultra Evolution Institute” (SUEI) untuk mengalahkan monster yang terlihat seperti kereta peluru hitam pekat. Di kehidupan nyata Robot Shinkalion digambarkan sebagai kereta peluru Jepang (shinkansen) yang bisa berubah menjadi robot untuk melawan kejahatan demi melindungi keselamatan dan perdamaian Jepang.
Anime ini tayang perdana pada Januari 2018, dan berakhir pada Juni 2019. Waralaba ini juga memiliki film anime berjudul Gekijō-ban Shinkansen Henkei Robo Shinkalion: Mirai Kara Shinsoku no ALFA-X (Shinkansen-Transforming Robot Shinkalion the Movie: The Mythically Fast ALFA- X That Came From Future), yang dibuka di Jepang pada Desember 2019.