번화한 도시 후유키에서는 그림자 속에서 비밀스러운 전쟁이 벌어지고 있습니다. '성배 전쟁'이라 불리는 잔혹한 배틀 로얄은 마스터라 불리는 일곱 명의 마술사들을 서로 맞붙게 합니다. 각 마스터는 다양한 시대의 강력한 전사를 자신의 서번트로 소환하며, 모두 소원을 이뤄주는 유물인 성배라는 궁극적인 보상을 차지하기 위해 격돌합니다.

변치 않는 정의감을 가진 평범한 고등학생 에미야 시로는 자신도 모르게 이 죽음의 분쟁에 휘말리게 됩니다. 어느 날 저녁, 시로는 서번트들 간의 격렬한 전투를 목격합니다. 강철이 부딪히는 소리와 마법이 작렬하는 섬광이 공기를 가득 채웁니다. 혼돈 속에서 치명상을 입은 시로는 수수께끼 같은 토오사카 린과 그녀의 서번트 아처에게 구출됩니다. 자신을 지키려 필사적으로 애쓰던 시로는 우연히 신비로운 과거를 가진 고귀하고 아름다운 기사, 세이버를 자신의 서번트로 소환합니다.

시로와 세이버는 위험한 성배 전쟁을 헤쳐나가면서 동맹을 맺고, 각자의 야망과 비밀을 품은 수많은 적들과 맞서게 됩니다. 위험한 도전에 맞서고 숨겨진 진실을 파헤치면서 마스터와 서번트 사이의 유대는 더욱 깊어집니다.