마술사 <마스터>와 영령 <서번트>가 모든 소원을 이뤄주는 「성배」를 둘러싸고 싸우는 「성배전쟁」이 벌어진 지 10년. 지난 「성배전쟁」의 참가자인 에미야 키리츠구의 양자, 에미야 시로는 그를 연모하는 소녀, 마토 사쿠라와 함께 평온한 나날을 보내고 있었다. 그러나 「성배전쟁」은 다시 시작되고 곳곳에서 벌어지는 살인사건으로 후유키 시는 불온한 기운에 휩싸인다. 시로는 사쿠라를 자기 집에 머물게 하기로 결정하고, 자신이 소환한 서번트인 세이버와 함께 마술사인 토오사카 린과 동맹을 맺고 「성배전쟁」에 나서기로 결심하는데. 하지만 이 싸움은 암약하는 자들에 의해 크게 일그러지기 시작한다.