Il professor Layton e Luke, dopo aver ricevuto una lettera del mentore del professore, il dottor Schrader, in cui diceva di essere entrato in possesso di un magico scrigno, chiamato Scrigno degli Elisi, e soprannominato Scrigno di Pandora, poiché si presuppone uccida chiunque lo apra, decidono di fargli visita per scoprire qualcosa di più su questo scrigno. Arrivati nella casa di Schrader, trovano il suo corpo senza vita, per terra, senza lo scrigno; Layton e Luke notano che la stanza del dottore si trova tutta a soqquadro, segno che qualcuno a tentato di rubare l'oggetto e gli unici indizi che trovano sono solo un biglietto senza destinazione del Molentary Express, un grand'hotel su rotaie, e dei frammenti di una foto, che però vengono ritirati dall'ispettore Chelmey (che a differenza del precedente episodio si rivela essere il vero ispettore, e non Don Pablo travestito). Presto Luke e il professore, seguiti da Chelmey e dal suo fedele connestabile l'agente Barton, decidono di prendere il Molentary Express per indagare meglio sul caso e scoprire soprattutto dove porta il biglietto rinvenuto sulla scena del delitto, che non possiede neanche una destinazione.