Thomas og hans bedste ven Percy er i gang med at slukke en brand på en gård, heldigvis ankommer Belle og hjælper dem. Da branden er slukket, er Belle løbet tør for vand, og Thomas og Percy hjælper hende tilbage til remisen. Kontrolchefen roser Belle for hendes modige indsats i forbindelse med branden. Der er brug for en ny brandbil på Sodor og Belle anbefaler Flynn, så det bliver arrangeret at han kommer til Sodor fra fastlandet. Følg med Thomas og hans nye veninde Belle, Percy og Dieselernes eventyr på Sodor.

Spruttepatruljen tager på et undervandseventyr og navigerer gennem nogle udfordrende huler for at hjælpe en lille blæksprutteven med at komme hjem til Det Caribiske Hav.

Da der er problemer ved Blåbjergets stenbrud, bliver lokomotivet Thomas sendt afsted for at hjælpe sine venner på de smalle spor. Mens hans rangerer opdager han et lille grønt tog, der gemmer sig i tunnellerne. Thomas er fast besluttet på at komme til bunds i mysteriet.

Sodor nye redningscenter er ved at blive bygget, og lokomotiverne er på hårdt arbejde i den anledning. Der er brug for en særlig træsort til byggeriet, og derfor bliver Thomas sendt til fastlandet for at hente den. På vejen kommer Thomas på afveje og bliver skyllet i land på den mystiske Tågeø, hvor han møder lokomotiverne Bash, Dash og Ferdinand. Sammen prøver de at hjælpe Thomas hjem igen, men vil det lykkes for dem?

Thomas Tog – Jernbanens konge er en ”langfilm” fra det velkendte univers om Thomas Tog og alle hans venner på øen Sodor. En helt speciel gæst ankommer til Sodor, med en stor overraskelse og en meget vigtig opgave til Thomas, Percy og James. Togene møder nye venner og opdager våbenskjolde, rustninger og legender om gamle helte. Deres tapperhed er sat på prøve, da deres nye ven Stephen forsvinder. Kan Thomas finde ham? Vil togene afsløre sandheden om Sodors store mysterium?