年老いてくたびれてしまった蒸気機関車のやえもん。仲間の新しい機関車たちにもバカにされ、いよいよスクラップにされるかもしれない…。そんな中、3人の悪い大人たちが駅にきて、列車強盗をして逃げていった！やえもんは強盗の後を追うけれども…？

「きかんしゃやえもん　D51の大冒険」は、蒸気機関車のやえもんと男の子・正くんの友情と冒険を描いた感動ストーリーです。二人のあたたかい友情と絆が心を打ち、視聴者を引き込みます。また、アニメだけでなく、実際に蒸気機関車が走っていた頃の映像も織り交ぜられており、その楽しさも魅力の一つです。子供から大人まで、幅広い世代に楽しんでいただける作品となっています。