期間中の土・日曜に千頭駅～奥大井湖上駅を、通常ダイヤでは走らない夜間に運転。秘境駅として人気の奥大井湖上駅周辺は、明かりが少ないため星空観察には絶好のロケーション。夜行列車のようなノスタルジックな雰囲気を味わいつつ、満天の星に癒やされよう。千頭駅では、マグカップやブランケット、ポストカードなどの星空列車限定グッズも販売される。
全車自由席で予約は不要。当日、千頭駅の窓口で星空列車特別乗車券の購入を。