江戶時代，神秘武士攜妖刀"紅櫻"挑戰桂小太郎（石田彰配音）后消失，桂的寵物伊麗莎白（高松信司配音）向萬事屋求助。與此同時，銀時（杉田智和配音）受命追查紅櫻下落，與新八（坂口大助配音）、神樂（釘宮理惠配音）共同調查空中飛艇。這艘游離于幕府管轄的巨型戰艦上，高杉晉助（子安武人配音）正率領鬼兵隊實施復仇計劃——他曾是攘夷志士，卻因目睹戰友慘死而墮入黑暗。銀時在飛艇內遭遇舊識高杉的致命挑戰，發現紅櫻妖刀竟能吸收使用者生命能量。真選組近藤勛（大冢芳忠配音）、土方十四郎（中井和哉配音）率隊突襲飛艇，多方勢力在密閉空間展開混戰。瀕臨崩潰的銀時被高杉刺穿腹部，卻借爆炸沖擊逆轉戰局，在千鈞一發之際將失控飛艇引向郊外。劇場版新增真選組與鬼兵隊的立體交鋒，強化了江戶勢力對抗恐怖分子的核心沖突。