以下のどれなら可能でしょうか。
また、その理由を教えていただけると幸いです。
よろしくお願いいたします。
I returned home by the last train.
I returned home with the last train.
I returned home in the last train.
I returned home on the last train.
ーI returned home on the last train.
ここでは return を使っているので、この場合は on を使うのが正解です。
例えば、I went to Tokyo by train. 「電車で東京に行った。」なら by を使って言えますが、「最終電車で」と言う場合には by は使わないです。
もっと自然な言い方は次のように言うと良いですよ。
ーI took the last train home.
「最終電車で帰宅した。」
take the last train で「最終電車に乗る」
ご参考まで！
カナダ 
