某天，一个自称二十面相（内田夕夜 配音）的男子出现在了美津子的面前，他告诉美津子自己是一名侠盗，并且邀请美津子加入他的世界和他一起去冒险，美津子毫不犹豫的答应了。 在新的世界里，美津子结识了各种各样二十面相的伙伴，然而奇怪的事情也开始逐件发生，在解开这些事件真相的同时，美津子发现，许多的疑点都指向了“二十面相的遗产”的谜团。同时，一些不知名的危险也在逐渐接近二十面相。
十九世纪中叶，维多利亚时代的大英帝国，工业革命方兴未艾，理性与进步似乎凌驾一切，标志了人类文明昂首进步的无限可能。 就在第一次万国博览会揭幕前夕，住在伦敦的13岁少年雷•史汀（铃木杏 Anne Suzuki 配音）突然收到发明家祖父（中村嘉葎雄 Katsuo Nakamura 配音）从美国寄来，称之为“蒸气球”（Steam Ball）的神秘动力装置。同时间，英国情报组织，以及一个名为奥哈拉基金会的黑暗组织，都觊觎“蒸气球”所蕴含的惊人力量。雷因此而突遭一伙身份不明的人的袭击，雷只好带着金属球，踏上逃亡之路。为寻求真相雷来到美国，从父亲艾迪（津嘉山正种 Masatane Tsukayama 配音）口中雷得知“蒸气球”依据全新机械理论所设计，可以产生一种划时代的庞大能源，足以供应整个国家所需。路途中，雷邂逅了美丽的富家千金斯嘉丽（小西真奈美 Manami Konishi 配音）。从小娇生惯养，却偏偏爱上了雷，自愿跟随孤独的雷一起踏上了冒险之旅……所谓的科学，究竟是人们的希望？还是将会毁灭一切。 本片的制作经历了整整9年，总制作费高达24亿日元。
