《银河铁道之夜》说的是一个名叫乔邦尼的男孩，有一天在山丘上睡着了。在睡梦中，他搭上了一趟开往天国的银河铁道列车，和班上他最喜欢的男孩康贝瑞拉一起来到了天国。然而当他醒来，发现这不过是一个梦。但当他跑下山丘回家时，却听到了一个几乎让他不敢相信的消息：康贝瑞拉在河里淹死了。

主人公乔班尼是个出身贫困的孩子，他每天努力打工来养活被疾病困扰的妈妈。乔班尼的好朋友柯贝内拉家境富裕，家中有很多书籍，他常常邀请穷苦的乔班尼去家里读书。有一天，自然科学课上，老师拿出银河的图片向同学们提问，当乔万尼被点到的时候，他虽然知道答案，但却因为自卑而不敢回答，结果被一些同学耻笑。为了保全乔班尼的面子，柯贝内拉也对老师提出的问题沉默不答，而被老师和同学误以为连他这样的好学生也不懂。 在银河节的那天，乔万尼在路上遭到了同班同学贾奈利的嘲弄。贾奈利随后吆喝同学们去参加晚上的银河节水灯大会，可乔班尼却无法参加，因为他还要回家照顾妈妈。乔班尼终于累倒了，他躺在山坡顶上休息。过了不知多久，他突然听到一种奇怪的声音，睁开眼后意识到自己正与柯贝内拉乘在一列以银河为轨道行驶的列车之中。途中他们看见了许多美丽、奇异而又难以置信的景象：有人在白沙与水晶中发掘化石，有人在捕捉白鹭并用它们来制造糖果，一切都如梦境般不可思议…… 之后，他们又遇见了两个孩子与一位青年教师。从几人的交谈中，乔万尼得知他们刚才搭上了一艘撞上冰山而沉没的轮船，隐隐暗示着这辆列车的乘客身份并不寻常。当列车到达南……

故事从一节星象课开始，主人公乔班尼是出生在贫苦人家的少年，他有一个值得信赖的好友，叫做柯贝内鲁拉。 　　孩子们盼望已久的星星节来临，乔班尼来到了远离城镇的气象轮山丘上，躺在草地上看着星空。然而身后的气象轮轴渐渐幻化成银河车站，等他反应过来时，他居然坐在一辆晃晃悠悠向前行驶的小列车上。这是一辆夜行轻便列车，他发现柯贝内鲁拉也在车上。他们乘坐着这列小火车，来到了如梦似幻的天上原野，看到迎风飘荡的芒草，还有美丽壮阔的银河…