同時，由於同期的不死川玄彌粗暴地對待產屋敷家族的考官，炭治郎便直接出手製止，鉗製住了他的手，也因此與之交惡。返回狹霧山後，炭治郎和醒來的妹妹會合，同時從師傅口中得知禰豆子已經變得能通過睡覺來補充體力以克服吃人的欲望。之後，炭治郎從鍛刀人鋼鐵塚螢處得到了自己的第一把日輪刀。順利加入鬼殺隊後，炭治郎和禰豆子一同前往西北方的鎮子上解決“少女失蹤”事件，並發現了整起事件的幕後黑手——沼鬼。雖然炭治郎最終斬殺了沼鬼，但並未從其的口中得知有關無慘的消息。
在危機關頭，炭治郎得到了與無慘為敵的鬼珠世和愈史郎的幫助。因為炭治郎稱鬼為人的舉動打動了珠世，於是珠世便要求愈史郎將灶門兄妹請到了他們的隱居處。隨即炭治郎便詢問珠世，是否有將鬼變回人類的方法，得到了對方肯定的回答，為了讓妹妹變回人而決定去收集鬼的血液。交談中，炭治郎等人遭到了無慘派來的、自稱鬼舞辻直係部下十二鬼月的矢琶羽和朱紗丸的襲擊。[之後，炭治郎將矢琶羽斬殺，朱紗丸則因珠世的血鬼術說出禁忌而被無慘的詛咒殺死。
最終，炭治郎被珠世拜托收集鬼的血液，以研究讓鬼變回人的方法。
鬼之家篇在執行任務的途中，炭治郎發現同期的我妻善逸正在強行向路人女生求婚，於是便上前製止了他。後與善逸一同前往了任務地點——鬼之家，並在鬼宅外發現為救回被鬼抓走的兄長清而循著路上血跡跟來的年幼的正一和照子。之後，炭治郎在拜托兩個孩子照看裝著禰豆子的箱子後，同善逸一塊進入了鬼之家，但因為箱子裡的禰豆子發出了聲響，導致兩個孩子也跟了進來。
因為被鬼綁架的清使用自己搶來的鬼之家的家主、前下弦之陸·響凱的轉移之鼓打亂了宅邸房間的位置，炭治郎因而和善逸分開。最終，炭治郎隻能和照子一組，在保護著照子的同時努力尋找著鬼和幸存者，之後卻在宅邸中遭遇響凱。
和響凱交戰時，炭治郎由於對方的血鬼術能自由地操控房間方向而一直無法近身，但隨即伊之助亂入並打斷了戰鬥。因為伊之助毫不顧忌地踩在了年幼的照子身上，炭治郎隨即就憤怒地將伊之助扔飛了出去，伊之助也因此對炭治郎產生了興趣，轉而攻擊炭治郎。緊接著。伊之助和響凱就因清使用鼓再度打亂了房間的位置，而被移動到其他地方。之後，炭治郎和照子找到了被響凱綁來的清，在和清說明情況後，在先前的戰鬥中負傷的炭治郎決定獨自麵對響凱。
三人組
最終，因計劃不斷受挫而感到憤怒的響凱發動了血鬼術·尚速敲鼓，意圖一口氣解決炭治郎時，炭治郎選擇了刻意避開而沒有踩到響凱生前的文章稿紙。響凱也因此放慢了節奏，而炭治郎利用這個間隙，找到了能夠避免觸動傷痛的呼吸方式。最終，看穿了響凱的血鬼術原理的炭治郎以玖之型·水流飛沫·亂將其斬殺，並在響凱消失前認可了其血鬼術的強大，但亦表示絕不原諒他吃人的行為。
炭治郎在離開宅邸後，發現伊之助因為感知到了躲在箱子裡的禰豆子，而對護著箱子的善逸大打出手。[18]隨即，炭治郎便使用頭槌將伊之助撞成了腦震蕩並令其昏迷。炭治郎在埋葬了被鬼所害的人後，準備帶著善逸和伊之助一同下山前往藤之家養傷，但因為善逸抓著正一不放而不得不將其打昏背走。
在前往藤之家的路上，炭治郎因為伊之助叫錯自己的名字而與其大聲爭執並吵醒了善逸。但在得知了伊之助是山裡長大的孤兒後，炭治郎決定和他成為朋友。
在藤之家休息了幾天後，炭治郎一行人接到了前往那田蜘蛛山的命令。
火之神神樂
在蜘蛛山中，炭治郎和伊之助遭遇了被蜘蛛鬼“媽媽”操控的鬼殺隊隊員，隨後伊之助使用自創的獸之呼吸·七之型·空間感知找到了目標並協助炭治郎斬鬼。在炭治郎找到蜘蛛“媽媽”後，對方因為對累的恐懼而自願被炭治郎斬首，因為炭治郎使用了溫柔而沒有痛楚的五之型·乾天的慈雨將其斬首，而在消失前提醒炭治郎山中有十二鬼月的存在。
在與伊之助在對抗蜘蛛鬼“爸爸”時，炭治郎在其攻擊下被迫與戰友分離，意外撞見了蜘蛛鬼“姐姐”和“弟弟”累，但身為弟弟的累才其實是真正的一家之主。因為累虐待家人的惡劣行徑，炭治郎否定了累所謂的家族羈絆，並聲稱隻存在恐怖和憎惡的他們之間的羈絆是虛偽的。
之後在和累的交戰中，炭治郎得知了累就是十二鬼月的下弦之伍。之後，炭治郎在被累以血鬼術·刻線牢折斷了日輪刀，並險些被其殺死之時，從走馬燈中回想起了父親曾教導過的火之神神樂呼吸。在絕境之中，炭治郎發出了火之神神樂·圓舞，切斷了累的絲線，並附加上了禰豆子覺醒的血鬼術·爆血，最終以斷刀將累斬首，但累因在被斬首前用絲線自行切斷了脖子而保住了一命。
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