Обычная 12-летняя девочка по имени Тюлип любит предаваться приключениям, и мир кажется ей готовым раскрыться на ладони. Но однажды судьба подбрасывает ей необычный маршрут: она оказывается на поезде, который не знает ни начала, ни конца, и годы идут, а поезд всё продолжает путь без остановок. Этот странный вагон будто застрял в иной реальности, где время течёт иначе, а сами вагоны сменяют друг друга без видимых границ. В каждом новом купе её ждут новые испытания: таинственные пассажиры, запутанные замыслы и следы преступлений, включая убийство. Каждая станция таит свой секрет: исчезнувшие истории, спрятанные уликами доказательства и ложь, которую приходится разбирать шаг за шагом. Чтобы вернуться к обычной жизни, Тюлип должна проследить цепочку связей между событиями, разоблачить тех, кто держит жителей поезда в тени заговора, и найти путь домой через лабиринт обмана. Бесконечный поезд становится её школой смелости: чем глубже она копает в тайны, тем опаснее становятся последствия, и тем яснее — только она способна разорвать этот бесконечный круг и вернуть себе будущее.
По словам режиссёра, сценариста и продюсера сериала Оуэна Дэнниса, каждый сезон проекта – это в сущности моралите (особый вид представления, где действующими лицами являются не люди, а отвлечённые понятия), целью которого является стремление помочь зрителю решить собственные проблемы и научиться ценить жизнь.
По словам Дэнниса, из серии «The Party Car» в 4-м сезоне вырезали целую сцену, в которой Райан уходит развлекаться, оставив Мина под столом, где тот пытался принять другой облик, но тут стол превращается в Алана Дракулу, а Мин в одном исподнем оказывается среди людей.
После того как в 2022 году Warner Bros. объединилась с Discovery, «Бесконечный поезд» стал одним из многих проектов, который без какого-либо предупреждения убрали со стримингового сервиса HBO Max. Многое было так же убрано с YouTube, из соцсети Х и с музыкальных платформ. Оуэн Дэннис называл произошедшее «непрофессиональным и грубым паскудством». Через несколько дней после этого шага сериал уже находился на вершине списка зрительских симпатий на iTune, DVD c записью сериала продавались на Walmart, Amazon и Best Buy, а цены на DVD на eBay буквально взлетели. Все четыре сезона и значительную часть удалённых с YouTube видео поклонники загрузили в облачное хранилище Google Drive.
Сериал состоял бы из 8 сезонов (а положенная на бок цифра 8 означает бесконечность). Были также планы сделать специальный рождественский выпуск франшизы, а также затронуть в проекте темы межпространственных связей, пагубных пристрастий, деторождения, взаимоотношений, согласия и трансгенерационных травм (это психологическая травма, сформированная в поколениях членов семьи в результате воздействия травмирующих событий и обстоятельств и переданная потомкам).
Изложение повествования в каждом сезоне сериала схоже с какой-нибудь известной детской сказкой. Первая книга навеяна «Приключениями Алисы в Стране чудес» Льюиса Кэрролла. Вторая книга навеяна повестью «Приключения Пиноккио: история деревянной куклы» Карло Коллоди. Третья книга навеяна «Питером Пэном» Дж.М. Барри. Главные герои четвёртой книги имеют несомненное сходство с персонажами романа «Принц и нищий» Марка Твена.