日本では、2006年4月7日から「ポンキッキ」にて放送をスタートし、番組がハイビジョン制作になったことに伴い、本作も16：9のビスタサイズで放送、DVD化されるようになった。DVDは、第5シリーズ同様放送中に先行販売された。放送開始当初はオープニング曲のイントロ部分がカットされずに放送されていたが、編集の都合でシリーズ中盤からカットされるようになり、DVDでは全てカットされている（この問題は次シーズンでは解決している）。また、本シリーズ第1話「さかな」の初回放送時のみ、英米版に倣う形でオープニングに「ナレーター もりもとレオ」のクレジットが表示されたが、第2話からクレジットは削除されDVD版でもそのクレジットは表示されない。同年8月7日からBSフジで放送されていた「トーマスくらぶ」では先行放送が行われた。2007年3月30日に「ポンキッキ」が最終回を迎え翌年の第9シリーズより放映権がテレビ東京へ移行した事により、本シリーズでフジテレビでの放送は最後となった。それに伴い最終話「ゴードン、せんせいになる」は地上波未放送となった。
日本では2004年3月20日より前シリーズ同様「ポンキッキーズ21」にて放送された。本シリーズのエピソード「ベストドレッサーはだれ」は、初回放送前にフジテレビ系のドラマ「離婚弁護士」のセット内のテレビで流された。
本シリーズよりヒット社のスタッフが制作総指揮に加わる。ヒット社が目指すグローバルな展開を行う上で社会背景とも無縁ではいられない部分があり、事故エピソードが減らされた。現実に悲惨な鉄道事故が国鉄民営化後に多発したイギリスの実情もあり、客車の関連した事故や、人や動物が怪我をする可能性のある大きな事故は出さないなどのストーリー上の制限が設けられた。同様にキャラクターのジェンダーの問題が発生し、女性機関車のエミリーを登場させ次のシリーズからレギュラー化させることで批判をかわす等、今日的に配慮した内容に変化してきた。人物の人形にも重点が置かれ、これまでは白人の人形のみだったものが、様々な肌の色の人形を使用するようになった。ヒット社の方針により、本シリーズをもって制作のフィル・フェルリと、第1シリーズから制作に関わっていたデヴィッド・ミットンや劇伴作曲者のジュニア・キャンベルとマイク・オドネルら主要スタッフが退陣となった。
2002年12月7日より「ポンキッキーズ」の後継番組「ポンキッキーズ21」にて放送がスタートした。日本の地上波では4：3のスタンダードサイズで放送され、DVD化していたが、BSの「トーマスくらぶ」では16：9のビスタサイズで放送されていた。
日本では、本シリーズを収録したVHSビデオが本シリーズを全話放送するまでに先行して発売された。また、1998年には富士急ハイランド内に世界初となる『きかんしゃトーマス』のミニテーマパーク『トーマスランド』も開園した。
本シリーズではテレビ側独自の展開が可能となったことにより爆発や大掛かりな事故シーンなどスペクタクルシーンが増え、機関車の死が表現された「まんげつのよるのできごと」といったエピソードも制作されるなど従来のシリーズとは様相が大きく異なる。また、第4シリーズまではメインの大型駅としてナップフォード駅（中央駅）が多くのエピソードで登場していたが、本シリーズでは代わりにカーク・ローナンの街にある大型駅が登場している。
日本では「ひらけ!ポンキッキ」が1993年9月に放送を終了し、翌月より後継番組として「ポンキッキーズ」の放送が開始された。これに伴い、本シリーズは1995年5月より「ポンキッキーズ」にて放送され、本シリーズからステレオ制作になった。
本シリーズ製作時にはシェパートンの製作現場で特別番組「ひらけ!ポンキッキスペシャル きかんしゃトーマスとイギリスのたび」（フジテレビ、1991年放送）のロケを行ったため、本シリーズのエンドクレジットには各国共通でA BRITT ALLCROFT PRODUCTION IN ASSOCIATION WITH FUJI TELEVISION INC.（フジテレビとブリット・オールクロフト社の共同制作）と示されている。
本シリーズでは陸橋が登場する場面が多くみられ、原作を意識したものと考えられる。また、貨車たちの顔は、目や口のデカールを模型に張り付けただけの物から、機関車キャラクターと同様の取り替え可能な灰色の顔へと変更された。また、このシリーズでは双子の機関車やディーゼル機関車が数多く登場し、主に原作絵本のうち挿絵を画家ジョン・ケニーが担当した作品に登場したキャラクターが初登場となった。
アメリカではブリット・オールクロフトがPBS向けに企画した子ども番組「シャイニング・タイム・ステーション」にて1989年より放映を開始し、日本では1990年10月4日よりフジテレビ系幼児番組「ひらけ!ポンキッキ」にて放送がスタートした。イギリス版のナレーションでは、トップハム・ハット卿を原作と同じように「Fat Controller（ふとっちょのきょくちょう）」と呼んでいるが、アメリカの幼児向け番組では「Fat（デブ）」が放送コードに引っ掛かるため、現在に至るまでアメリカ版では「Fat Controller」が全て「Sir Topham Hatt(トップハム・ハット卿)」に言い換えられている。日本語版脚本では、最初からトップハム・ハット卿と翻訳されている。
占領の概念がなく純粋に空中戦を楽しむドッグファイト系アリーナと、敵陣を占領し領土を広げることを目指すテリトリアル・コンクエスト系アリーナがそれぞれ複数用意されている。その他、イベントなどでは特殊な勝利条件のアリーナ (敵空母の殲滅など) も登場する。常設アリーナの中で最も人気が高いのは Classic と呼ばれる中級設定のテリトリアル・コンクエスト系アリーナであり、このアリーナでは日本、アメリカ、イギリス、ドイツ、ソ連の5陣営に分かれての占領戦が楽しめる。ジェット機を除く全ての機種が使用可能であるが、使用可能機種はそれぞれの陣営に属するものに限定されている。5陣営のうちひとつの陣営の拠点 (シーン) が全て失われた時点で決着となり、その時点で最もシーン数の多い陣営の勝利となる。2004年に導入されたFA 3.8以降、テリトリアル・コンクエスト系アリーナにおける資材・補給概念が厳しくなり、プレイヤー1人1人が戦略を行っている意識を持って攻撃や防衛を行わないといたずらに限られた資源を浪費し自国に不利に働く可能性が高くなった。また、プレイヤーが独自の設定のアリーナ (カスタムアリーナ) を立てることも可能である。入室パスワードを設けることも可能であるため、知り合い同士だけで楽しむことも可能。ただし、カスタムアリーナにおいては占領戦はできず、艦船や戦車などのAIユニットも登場しない。