Film ogłoszono 28 września 2019, tuż po emisji finałowego odcinka pierwszego sezonu anime.
Wydanie Film zadebiutował w japońskich kinach 16 października 2020. Ponieważ inne duże premiery zostały opóźnione z powodu pandemii COVID-19, liczba dostępnych ekranów była większa niż zwykle. Film został wyświetlony łącznie w 403 kinach, w tym we wszystkich 38 kinach IMAX w kraju. W Polsce film trafił do kin 9 grudnia 2022.
Pierwsza część drugiego sezonu serialu anime, zatytułowana Mugen Train Arc, to rozszerzona wersja filmu, składająca się łącznie z 7 odcinków. Pierwszy z nich to całkowicie nowa historia, ukazująca wydarzenia z perspektywy Kyojuro tuż przed fabułą filmu. Pozostałe 6 odcinków stanowi przemontowane sceny filmowe z drobnymi zmianami dostosowanymi do formatu odcinkowego. Seria była emitowana w Japonii od 10 października do 28 listopada 2021.
Odbiór Całkowity światowy przychód z filmu Demon Slayer: Kimetsu no Yaiba the Movie: Mugen Train wynosi ponad 507 milionów dolarów przy sprzedaży ponad 41 milionów biletów, co czyni go najbardziej dochodowym filmem 2020 roku, a także najbardziej dochodowym japońskim filmem wszech czasów.