同时，由于同期的不死川玄弥粗暴地对待产屋敷家族的考官，炭治郎便直接出手制止，钳制住了他的手，也因此与之交恶。返回狭雾山后，炭治郎和醒来的妹妹会合，同时从师傅口中得知祢豆子已经变得能通过睡觉来补充体力以克服吃人的欲望。之后，炭治郎从锻刀人钢铁冢萤处得到了自己的第一把日轮刀。顺利加入鬼杀队后，炭治郎和祢豆子一同前往西北方的镇子上解决“少女失踪”事件，并发现了整起事件的幕后黑手——沼鬼。虽然炭治郎最终斩杀了沼鬼，但并未从其的口中得知有关无惨的消息。
在危机关头，炭治郎得到了与无惨为敌的鬼珠世和愈史郎的帮助。因为炭治郎称鬼为人的举动打动了珠世，于是珠世便要求愈史郎将灶门兄妹请到了他们的隐居处。随即炭治郎便询问珠世，是否有将鬼变回人类的方法，得到了对方肯定的回答，为了让妹妹变回人而决定去收集鬼的血液。交谈中，炭治郎等人遭到了无惨派来的、自称鬼舞辻直系部下十二鬼月的矢琶羽和朱纱丸的袭击。 [之后，炭治郎将矢琶羽斩杀，朱纱丸则因珠世的血鬼术说出禁忌而被无惨的诅咒杀死。
最终，炭治郎被珠世拜托收集鬼的血液，以研究让鬼变回人的方法。
鬼之家篇在执行任务的途中，炭治郎发现同期的我妻善逸正在强行向路人女生求婚，于是便上前制止了他。后与善逸一同前往了任务地点——鬼之家，并在鬼宅外发现为救回被鬼抓走的兄长清而循着路上血迹跟来的年幼的正一和照子。之后，炭治郎在拜托两个孩子照看装着祢豆子的箱子后，同善逸一块进入了鬼之家，但因为箱子里的祢豆子发出了声响，导致两个孩子也跟了进来。
因为被鬼绑架的清使用自己抢来的鬼之家的家主、前下弦之陆·响凯的转移之鼓打乱了宅邸房间的位置，炭治郎因而和善逸分开。最终，炭治郎只能和照子一组，在保护着照子的同时努力寻找着鬼和幸存者，之后却在宅邸中遭遇响凯。
和响凯交战时，炭治郎由于对方的血鬼术能自由地操控房间方向而一直无法近身，但随即伊之助乱入并打断了战斗。因为伊之助毫不顾忌地踩在了年幼的照子身上，炭治郎随即就愤怒地将伊之助扔飞了出去，伊之助也因此对炭治郎产生了兴趣，转而攻击炭治郎。紧接着。伊之助和响凯就因清使用鼓再度打乱了房间的位置，而被移动到其他地方。之后，炭治郎和照子找到了被响凯绑来的清，在和清说明情况后，在先前的战斗中负伤的炭治郎决定独自面对响凯。
三人组
最终，因计划不断受挫而感到愤怒的响凯发动了血鬼术·尚速敲鼓，意图一口气解决炭治郎时，炭治郎选择了刻意避开而没有踩到响凯生前的文章稿纸。响凯也因此放慢了节奏，而炭治郎利用这个间隙，找到了能够避免触动伤痛的呼吸方式。最终，看穿了响凯的血鬼术原理的炭治郎以玖之型·水流飞沫·乱将其斩杀，并在响凯消失前认可了其血鬼术的强大，但亦表示绝不原谅他吃人的行为。
炭治郎在离开宅邸后，发现伊之助因为感知到了躲在箱子里的祢豆子，而对护着箱子的善逸大打出手。 [18]随即，炭治郎便使用头槌将伊之助撞成了脑震荡并令其昏迷。炭治郎在埋葬了被鬼所害的人后，准备带着善逸和伊之助一同下山前往藤之家养伤，但因为善逸抓着正一不放而不得不将其打昏背走。
在前往藤之家的路上，炭治郎因为伊之助叫错自己的名字而与其大声争执并吵醒了善逸。但在得知了伊之助是山里长大的孤儿后，炭治郎决定和他成为朋友。
在藤之家休息了几天后，炭治郎一行人接到了前往那田蜘蛛山的命令。
火之神神乐
在蜘蛛山中，炭治郎和伊之助遭遇了被蜘蛛鬼“妈妈”操控的鬼杀队队员，随后伊之助使用自创的兽之呼吸·七之型·空间感知找到了目标并协助炭治郎斩鬼。在炭治郎找到蜘蛛“妈妈”后，对方因为对累的恐惧而自愿被炭治郎斩首，因为炭治郎使用了温柔而没有痛楚的五之型·干天的慈雨将其斩首，而在消失前提醒炭治郎山中有十二鬼月的存在。
在与伊之助在对抗蜘蛛鬼“爸爸”时，炭治郎在其攻击下被迫与战友分离，意外撞见了蜘蛛鬼“姐姐”和“弟弟”累，但身为弟弟的累才其实是真正的一家之主。因为累虐待家人的恶劣行径，炭治郎否定了累所谓的家族羁绊，并声称只存在恐怖和憎恶的他们之间的羁绊是虚伪的。
之后在和累的交战中，炭治郎得知了累就是十二鬼月的下弦之伍。之后，炭治郎在被累以血鬼术·刻线牢折断了日轮刀，并险些被其杀死之时，从走马灯中回想起了父亲曾教导过的火之神神乐呼吸。在绝境之中，炭治郎发出了火之神神乐·圆舞，切断了累的丝线，并附加上了祢豆子觉醒的血鬼术·爆血，最终以断刀将累斩首，但累因在被斩首前用丝线自行切断了脖子而保住了一命。
在筋疲力竭的炭治郎兄妹险些被累所杀时，义勇及时赶到并将累斩杀。因为从累的身上闻到了沉重的悲伤气息，炭治郎便将自己的手伸向了失去首级的累。感受到如太阳般的温暖的累也因此回想起一切，最终在临死之前和父母的灵魂道了歉，并在父母的陪伴下前往了地狱赎罪。
在累消失后，义勇毫不在意地踩在累的衣服上，并且指出累不过是个活了几十年的，残害无辜的丑陋怪物，不需要去同情。但炭治郎随即反驳道：“我当然会毫不留情地将刀砍向鬼的脖子，但是为自己身为鬼而痛苦的人，为自己的行为感到后悔的人，我是不会践踏他们的，因为鬼也曾是人类，也曾是跟我一样的人类，他们不是丑陋的怪物，鬼是空虚的生物，是可悲的生物！”
听到这句话的义勇在看到祢豆子后，终于想起了记忆深处那个在雪地中苦苦恳求自己的少年。随即，虫柱·蝴蝶忍便赶来意图斩杀祢豆子，而义勇则出手阻止了忍。
在义勇留下阻拦忍的同时，炭治郎立刻带着妹妹逃走，却很快就被前来追击的香奈乎踢断了下巴并昏了过去。由于鬼杀队主公的命令，灶门兄妹被带回了鬼杀队总部接受审判。
在柱众审判中，炭治郎不断声明祢豆子不会吃人。但是因为鬼吃人这一行径屡见不鲜，柱的成员大多完全不同意让祢豆子活下来，并要求处死偏袒鬼的炭治郎。接着，炭治郎因为风柱·不死川实弥刺伤了祢豆子而与其动手，并给了他一记头槌。最终，因为主公产屋敷耀哉的担保与祢豆子承受住了实弥稀血的诱惑试炼，兄妹二人得以留在鬼杀队，随后二人一同被送往蝶屋治疗。
炭治郎和伊之助、善逸在体能恢复训练中，因为一直无法在训练中打败栗花落香奈乎而不断受挫，最终善逸和伊之助都不愿再来训练。尽管葵也指出炭治郎如果想放弃随时可以走人，但炭治郎为了伙伴们决定自己突破训练，然后再帮助善逸和伊之助完成训练。因为炭治郎的温柔和善解人意，隶属蝶屋的医护人员寺内清、中原澄和高田奈穗告诉炭治郎，想战胜香奈乎必须学会“全集中·常中”。随后炭治郎在三人的帮助下开始修行，因为难以掌握而一直备受打击。
某夜，炭治郎在屋顶修行时意外地遭遇了前来探望的忍。在与其交谈时，因为炭治郎闻出了忍一直都在压抑着愤怒的情绪，忍便对炭治郎表明，自己在姐姐蝴蝶香奈惠被上弦之贰·童磨杀死之后，就无时无刻不在憎恨着鬼，尽管继承了姐姐那“希望人与鬼友好”的遗愿，但是在面对那些为了自保而撒谎、并在最后暴露本性的恶鬼时，自己的内心深处那无法消除的厌恶感也依然是在不断地积蓄着。随后，忍在希望炭治郎好好保护祢豆子、籍此完成自己姐姐的遗愿后离开。
下定决心努力锻炼自己的的炭治郎，随即便拜托蝶屋的三位护理人员帮助自己完成修行，成功掌握了“全集中·常中”。随后，炭治郎在体能恢复训练中顺利地战胜了香奈乎：在捉迷藏时成功地牵住了她的手；在互泼茶水时按住了她的手，但因为不忍心泼她而把茶杯轻轻放在了她的头上。
之后，在钢铁冢萤和铁穴森钢藏来到总部时，因为之前在和累的战斗中炭治郎把日轮刀弄坏，得到消息的钢铁冢在看到炭治郎后随即愤怒地拿着刀追杀了炭治郎一个小时，事后才不情愿地把新的日轮刀交给了炭治郎。
完全康复后，在接受忍的诊断时，炭治郎向忍询问有关火之神神乐的消息，但忍表示完全没听过，并建议炭治郎前去询问炎柱·炼狱杏寿郎。
在返回居所时，炭治郎意外地遭遇了不死川玄弥，并从对方身上闻到奇怪的味道。随即，在前去执行任务前，炭治郎前去向神崎葵表达了谢意，但葵因为认为自己是打退堂鼓的胆小鬼而认为没必要。但炭治郎仍然向其表示，会带着她的念想前往战场，并表示如果再度受伤还要再拜托对方。
随后，炭治郎又前去感谢香奈乎，但因为香奈乎因为心理障碍不会自己做主，而只选择以抛硬币来决定是否回应炭治郎。看到香奈乎这个样子的炭治郎，因希望香奈乎能够自己做出选择，而选择以抛硬币的方式打破了香奈乎的自我约束，同时请求香奈乎遵从自己的内心而活。
无限列车篇
夜里，炭治郎同善逸跟伊之助一道，与炼狱杏寿郎一同搭乘上了无限号列车，但因为从来没见过火车而将其认为是土地神之类的存在。登车后，炭治郎向杏寿郎询问了有关“火之神神乐”的线索，但未得到有意义的答案。
之后，众人都因下弦之壹·魇梦的血鬼术而陷入了梦中。在梦境中，炭治郎回到了家人都还活着的时候，在幻觉中与家人其乐融融地相处着。与此同时，魇梦则让几个人类部下利用特殊的绳子进入杏寿郎、炭治郞、善逸和伊之助等人梦中的精神层面，企图破坏其“精神之核”，让他们变成废人再加以杀害。但是，让魇梦没想到的是，炭治郎内心的温柔最终感化了被其所利用的青年。
最终，炭治郎在祢豆子的帮助下醒来，并解除了魇梦的血鬼术。随后，魇梦为了阻止向自己赶来的炭治郎，因而对其制造出了被死去的亲人指责的噩梦，但均被炭治郎化解。而炭治郎反而因为家人被侮辱而愤怒到了极点，便立马冲到车顶找到了魇梦，并将其一刀斩首。然而，由于魇梦的本体已经和火车合体，因而其并未死亡。随后，伊之助和杏寿郎依次醒来，并前来助阵。炭治郎在火车车头找到了魇梦的本体，并以火之神神乐·碧罗天斩断了魇梦本体的脊椎，成功将其消灭。
在消灭魇梦后，上弦之叁·猗窝座突然降临，轻松地将炭治郎等人击倒。而杏寿郎则为了保护炭治郎等人，因而奋不顾身地与猗窝座交战。最终，杏寿郎在燃尽生命使出了炎之呼吸奥义·九之型·炼狱，但被猗窝座以破坏杀·灭式化解后，在同猗窝座的肉搏中被其贯穿了胸膛，但也仍然坚持钳制住了其双臂，打算拖到天明与其同归于尽。因为黎明将至，猗窝座不得已自断双臂狼狈逃走。但在其逃走时，炭治郎将自己的日轮刀投出，刺穿了猗窝座的身体，并怒斥猗窝座不过是只是个只敢在黑夜中战斗的胆小鬼。
炭治郎和杏寿郎
在临终之前，杏寿郎告诉炭治郎自己的故乡可能有着关于火之神神乐的消息，并将自己想对父亲和弟弟说的话告诉了炭治郎。在将意志托付给了炭治郎等人后，杏寿郎就笑着死去了。除了杏寿郎本人外，包括炭治郎等人在内的全列车两百多名乘客无一身亡。因为杏寿郎的战死，炭治郎对于自己的弱小非常自责。
不久后，在前往炼狱家送杏寿郎的讣闻时，杏寿郎的父亲——炼狱家家主炼狱槙寿郎在看到了炭治郎的日轮耳饰后勃然大怒，并出拳痛殴炭治郎，同时指出炭治郎就是起始呼吸·日之呼吸的使用者，直到被炭治郎用头槌反击后才清醒了过来。在造访杏寿郎的弟弟千寿郎后，炭治郎下定决心要变强，但随即又因为弄丢日轮刀而再次被钢铁冢萤追杀了一天一夜。
后来，炭治郎收到了槙寿郎寄来的道歉信，并从中得知了有关日之呼吸和自己额头上的斑纹的信息。但炭治郎因为自己的斑纹不是天生的，因此并不认为自己是所谓的“被选中的起始呼吸使用者”，但也同时表示即便如此自己也不会退缩。
自炼狱家归来过了几个月后，在音柱·宇髄天元前来蝶屋抓女孩子时，炭治郎因为音柱将女孩子当成东西乱扔而感到愤怒，并表示：“人人都有自己的苦衷，不要仗着自己阶级高就肆意践踏他人的尊严。”主动向其表示自愿代替神崎葵前去，伊之助与善逸也表示愿意同往，于是三人跟着天元前去吉原执行任务。
之后，炭治郎被天元变装成了游女“炭子”，并卧底在吉原着名的青楼“时任屋”。之后，因为发现上弦之陆·堕姬意图抓走时任屋的明星花魁鲤夏，而与她交战。在交战过程中，被对方嘲讽刀才攻击没几次就出现裂痕，因而深觉自己不适合使用水之呼吸。因为堕姬不讲道理，即使夺走他人生命也不会反省后悔的蛮横言行，愤怒的炭治郎随即便开始使用火之神神乐持续对堕姬发动猛攻。
然而在只差一步就能够打倒堕姬时，炭治郎的身体能力却达到了极限，并险些因此丧命。此时，妹妹花子的灵魂及时出现，并请求哥哥赶紧停下来，炭治郎这才保住了性命，但也因体力不支而晕倒。随后，愤怒的祢豆子代替哥哥上阵，却因为被怒火冲昏了头脑而急剧鬼化，完全压制了堕姬。接着，炭治郎再次被弟弟竹雄的灵魂唤醒，出面阻止了差点要变成食人恶鬼的祢豆子，并为她唱了她小时候最喜欢的摇篮曲而将她哄睡着。而堕姬也被随后赶到的宇髓天元斩首。
但堕姬在被斩首之后并未死亡，而是出于委屈和羞耻而大声哭泣，并召唤出了其兄长——上弦之陆·妓夫太郎。在与堕姬和妓夫太郎的交战中，炭治郎一开始使用混合呼吸救下了天元的妻子雏鹤。然而，在妓夫太郎的强大攻势下，众人逐渐倒下。之后，在炭治郎醒来时，妓夫太郎大声嘲笑了没能好好保护自己的妹妹的炭治郎，并询问炭治郎是否愿意变成鬼。但发火的炭治郎却趁机对其使出了头槌攻击，将雏鹤发射出的苦无刺在了他的腿上。随后，妓夫太郎因苦无上涂有的藤花毒而暂时失去了行动力，炭治郎便趁机试图直接斩首妓夫太郎，同时善逸和伊之助也站起身来联手攻击堕姬，打算将二鬼一同斩杀，但因为藤花毒失效，妓夫太郎逐渐恢复了行动力而失败。
接着，宇髓天元在重新赶来之后，以完成的谱面压制了妓夫太郎，而炭治郎在意图斩杀妓夫太郎时，被其用圆斩旋回刺中了下巴而中毒。但与此同时，炭治郎在陷入绝境之际觉醒了斑纹，因而大幅提升了力量。最终，在炭治郎、善逸和伊之助的合力攻击下，堕姬与妓夫太郎的头颅同时被砍落。然而，吉原一带随即就被从妓夫太郎体内出现的巨型螺旋血刃化为了废墟。最后，经由祢豆子的血鬼术，炭治郎、天元和伊之助体内的血镰毒素都被成功清除。
过去的梦
炭治郎在前去检查被斩首的二鬼时，却发现妓夫太郎和堕姬兄妹二人因为败北而大吵了一架。因为心有不甘，堕姬在冲动下大骂了妓夫太郎：“像你这种丑八怪怎么可能是我哥哥？”同样烦躁的妓夫太郎，随即也回怼道：“我为什么非得不停地帮你收拾烂摊子？你打一开始就不该出生！”但是，炭治郎闻出妓夫太郎说的其实全都是违心的话，他根本丝毫没有对妹妹动怒。因此，在上弦之陆兄妹即将消失之际，炭治郎希望他们能够和好，不要再互相责骂。之后，在感觉到妓夫太郎兄妹二人似乎已经在地狱和好之后，炭治郎因体力透支而陷入昏迷，沉睡了整整两个月，在经过香奈乎等人的照料后才醒来。在梦中，炭治郎看到了一位戴着和自己一样的耳饰、额角有着火焰斑纹的剑士。
醒来后，由于日轮刀在与上弦之陆兄妹的战斗中再次坏掉，屡次弄坏刀的炭治郎因而收到了一堆钢铁冢萤寄来的不愿意再给他锻刀的回信。
锻刀人之村篇
因为钢铁冢萤不愿意再给炭治郎锻造新刀，炭治郎只能和祢豆子一道前往锻刀人之村。
到达锻刀人之村后，炭治郎在前往温泉休息时，先后遇见了恋柱·甘露寺蜜璃和不死川玄弥。但玄弥因为对于炭治郎击败上弦之陆一事感到相当不服气，加上两年前还被炭治郎弄断过手臂，因而对炭治郎的态度十分恶劣。到饭点时，在与蜜璃一起吃完饭后，炭治郎从蜜璃口中得知了村里有可以增强实力的秘密武器。
随后，在寻找钢铁冢时，炭治郎意外遭遇了小铁和正准备抢夺他所持有的机关人偶“缘壹零式”钥匙的霞柱·时透无一郎，但随即就被无一郎打昏。醒来后，炭治郎看到了正在和无一郎对决的机关人偶“缘壹零式”，并发现其与自己梦中所见到的那位剑士有着同样的外表。在机关人偶被无一郎打倒后，炭治郎安慰小铁不要放弃，同时察觉到无一郎的行为并非出于恶意。接着，在小铁的协助下，炭治郎和被削弱过的“缘壹零式”进行对打训炼，在花费数天时间之后终于完成了训练，并从损毁的“缘壹零式”中发现了一把战国时代的日轮刀。但因为刀刃已经生锈，醉心于磨刀的钢铁冢随即便突然出现并把刀抢去打磨。