弾丸列車は、東京―下関間に既存の東海道本線・山陽本線とは別に広軌(国際標準軌)新線を敷設し、機関車(東京―静岡間および名古屋―姫路間は電気、その他の区間は蒸気)による牽引式列車を、最高時速150km(将来的には時速200km)で走らせ、東京―大阪間を4時間半、東京―下関間を9時間で結ぶという、戦後の新幹線計画にも通じる革新的な計画だった。 　この計画が持ち上がった背景としては、東海道本線・山陽本線の輸送が逼迫しつつあったところに、1931年の満州事変勃発、1937年の盧溝橋事件からの日中戦争への突入という流れの中で、東京―下関間、さらに朝鮮半島・満州への一貫輸送が重視されるようになったことがある。

　さらに、南満州鉄道(満鉄)では1934年11月から大連―新京(現・長春)間を結ぶ超特急「あじあ」号が最高時速130km(表定速度82.5 km)で運転開始(1935年に運転区間をハルビンまで延長)し、日本本国の特急「燕」の最高時速95km(表定速度69.6km)を大きく上回ったことから、広軌鉄道の優位性が意識されたこともあった。 　弾丸列車計画は1940年3月、第75回帝国議会で予算通過後(15カ年継続計画　総額約5億5610万円)、戦時下のため強引に用地買収が進められるとともに、新丹那トンネル(小田原―三島間)、日本坂トンネル(静岡―浜松間)、新東山トンネル(名古屋―京都間)の各トンネル掘削工事が進められるなどした。だが、その後の戦況の悪化により工事資材および要員の確保が難しくなり、計画は中止された。

　弾丸列車計画それ自体は頓挫したものの、「計画の内容、とりわけ東京―大阪間はほんの一部を除いて、戦後の新幹線とそっくり同じ」(『新幹線を航空機に変えた男たち 超高速化50年の奇跡』前間孝則)だったことから、戦後の東海道新幹線建設に当たって、買収済み用地(東京―大阪間515.4kmのうちの約95km分)やトンネル(新丹那トンネル、日本坂トンネル)など、その資産が大いに役立つことになる。 ■窮地の「新幹線構想」を救った三木