Добравшись до Великого храма времени, члены тайной организации Chaldea готовятся к решающей битве с королём магов Соломоном, чтобы защитить человечество и уничтожить главный источник зла.
Война за Святой Грааль в самом разгаре. Сакура Мато, будучи не в силах выдержать собственные грехи, обращается в тень. А Сиро Эмия готов защищать её до последнего. Даже сейчас, когда он знает правду, юноша всё равно собирается идти до конца в своём «правосудии». Вместе с Рин Тосакой он решает закончить войну за Святой Грааль.
После третьей магической войны священная реликвия Святой Грааль таинственным образом исчезает. Много лет спустя клан Иггдмиллениа объявляет, что Святой Грааль теперь находится в их владении, и они намерены покинуть Лигу магов. Назревает новый масштабный конфликт.
Эмия Сиро — молодой маг из Академии Хомурахара в городе Фуюки. Однажды он становится свидетелем борьбы между сверхчеловеческими существами за Святой Грааль — ритуала, когда маги созывают Мастеров и их слуг сражаться друг с другом. Сиро пытается остановить главного злодея, не дать ему выиграть заветный Грааль и спасти невинных людей. Но всё выходит из-под контроля, когда таинственная Тень начинает хаотично умерщвлять всех людей в Фуюки.
Двум магам поручено найти и извлечь семь древних артефактов, содержащих жизненную сущность легендарных духов. Для облегчения задачи магический совет дарует им особые волшебные жезлы, которые позволяют превращаться в воительниц и усиливать свои способности. Однако маги находятся далеко не в лучших отношениях, и после очередной ссоры магические жезлы покидают их, чтобы найти новых хозяев. Их выбор падает на двух современных школьниц.