Câu chuyện xoay quanh nhân vật chính Emiya Shirou khi cậu vô tình tham gia vào Holy Grail War (Cuộc chiến giành Chén Thánh) – một trận quyết chiến giữa các pháp sư để đoạt lấy điều ước từ báu vật linh thiêng trong truyền thuyết. Qua một chuỗi các sự kiện trong cuộc chiến, Shirou khám phá bí mật của Holy Grail War, số phận của cậu trong cả quá khứ và tương lai, đồng thời tìm ra tình yêu cũng như lý tưởng của mình.