住在依山傍海的冬木市的高中生卫宫士郎，过着和平时一样的安稳生活。但是，在这样的日常生活背后，街道上却频发煤气泄漏事故和砍人抢劫杀人事件等黑暗而奇怪的事件。这是以此地为舞台，连绵不断的圣杯之战“圣杯战争”的序章......

魔法师之一的远坂凛，与使魔“Archer”一起开始搜索与“圣杯战争”有关的敌人。在那之中凛遇到了敌人的servant“Lancer”并与之战斗。因为学校的事情，所以回家很晚士郎目击了那场战斗，并被lancer袭击刺死......

士郎被美丽少女般的servant“saber”救了一命。与saber对峙的，是在同一所学校上学的凛。士郎大吃一惊，他从凛那里听说了“圣杯战争”的大致情况，并且“圣杯战争”的监督者神父言峰绮礼询问他是否决定参战......

从言峰那里听到关于“圣杯战争”的士郎，决定参战。士郎面前，挡着在几天前的夜晚擦肩而过的不可思议的少女伊利亚和她的从者“Berserker”。虽然saber与袭来的狂战士战斗，但是因为在与lancer的战斗中受了伤，她被Berserker的攻击压倒了......

不能让朋友的妹妹间桐樱和班主任藤村大河知道saber的存在，为了不让她们看到，士郎把saber藏在自己的房间里。但是，对此感到内疚的士郎还是向樱他们介绍了saber。无法接受的大河，决定和saber在道场进行对决......

士郎没有进行“圣杯战争”的自觉，凛对他感到愤怒，并袭击了他。然而，就在即将结束的时候，校内响起了悲鸣。两人赶到的地方，被抽去了作为魔力之源的生命力的女学生倒在了地上。凛马上照顾她，但不知是谁对她进行了攻击……

士郎和凛结成了合作关系，直到打倒潜藏在学校里的另一个御主为止。在这样的情况下，那个御主的servant“rider”在学校设置的结界，在再过两三天发动之前变得越来越强。为了防止大惨案的发生，士郎和凛分别找出构成结界的咒刻，试图通过解除这些咒刻来推迟结界的发动……

Rider的御主，是士郎的朋友、樱的哥哥慎二。从慎二那里得到情报知道了柳洞寺潜藏着更多的仆人，不过，士郎对saber说不会从这边进攻柳洞寺。但是，saber反对说应该战斗。那天晚上，saber独自去了柳洞寺……

在独自前往柳洞寺的saber面前，servant“asassin”挡住了去路。另一方面，趁着他们战斗的间隙试图潜入柳洞寺的Rider，与servant“caster”对峙着。saber和asassin都竭尽剑技战斗。但是，saber认识到这样下去是无法打倒asassin的……

为了在实战之前多经历一次战斗，士郎向学校请假去和Saber练习剑术。士郎完全招架不住Saber地攻击，不过，他还是果敢地继续打下去。与此同时，出门买东西的士郎在商店街被伊莉雅搭话。和以前战斗的时候判若两人，伊莉雅把士郎当成哥哥一样，士郎对此感到困惑…...

为了备战，士郎今天也在和Saber练习剑术，并向凛学习魔术。有一天，士郎被慎二以“有无论如何都想说的话”为由叫到学校。然后，士郎只身前往学校，慎二发动了遍布校内的结界，想把士郎连同校内所有的人一起消灭…...

不能再使无辜的人收到伤害了，士郎和Saber在街上搜索慎二。然后Rider出现在夜晚来到新都的两人面前，将Saber引诱到高层大楼的屋顶上。在那里Rider使用天马和操纵它的宝具，压倒Saber。为了抵挡这种强力攻击，Saber一直在等待胜机…...

在与骑士的战斗中魔力耗尽的saber，失去了意识。这样下去saber会因不能维持自己的身体而消失，不过，士郎无法给她提供魔力。看着无力地躺着的saber，知道自己的无力而独自在公园烦恼的士郎面前，伊利亚出现了…

为了救出被伊利亚掳走的士郎而潜入爱因兹贝伦城的Saber一行人，顺利地与士郎重逢了。saber一行人就这样试图逃脱，但他们的行动全都被伊莉雅发行到了。面对阻拦的Berserker，凛认为这样下去难免会全军覆没，就决定让Archer停留在原地…...

在Archer的帮助下，士郎们从爱因兹贝伦城逃了出来。但是，他们感到saber到了极限，于是藏身于森林的废屋中。这样下去saber会消失，也无法对抗追击的狂战士。于是凛为了给saber提供魔力，提议将士郎的魔术回路直接移植到saber身上…...

凛对狂战士的奇袭成功。但是，本应被宝具“十二试炼(Go Hand)”打倒的狂战士复活了，凛被他的手臂抓住了。在不得不再杀七次才能打倒狂战士的绝望的状况下，saber终于想使用圣剑“誓约胜利之剑(Excalibur)”…...

士郎他们跨越了和Berserker的死斗，恢复了短暂的平静。但是，失去了Berserker的伊莉雅和卫宫住在一起，士郎和Saber意识到彼此关系变得僵硬。另一方面，在新都，昏迷事件的受害持续扩大。伊莉雅告诉大家，原因是潜藏在柳洞寺的御主…...

为了拯救作为圣杯祭品被掳走的樱，士郎他们前往柳洞寺。但是，当士郎一行人穿过藏在参道旁的入口，进入Caster用魔力造出的巨大神殿时，龙牙兵、Assassion以及御主葛木拦住了他们。在saber和士郎各自战斗的过程中，凛终于回到了樱的身边…...

Caster打算将为了救樱而受伤的凛作为圣杯的祭品。另一方面与葛木苦战的士郎。saber总算击退了Assassin，但是因为宝具被封了所以没办法打倒caster。对那个状况确信胜利的caster，向saber询问如果答应成为自己的从者的话，可以放过士郎…...

突然出现帮助了陷入绝境的士郎等人的神秘的第八名从者。他的真实身份，是在上次的“圣杯战争”时被召唤而留在现世的从者。然后士郎知道如果使用圣杯的力量的话saber也能接受第二次的生命，他希望saber在这个世界上为了自己而活并且幸福…...

在互相承认对方的saber和士郎面前，那个黄金色的从者再次出现了。二人面对想要将saber占为己有的黄金从者，但是在其攻击力面前被压倒了。实际上能够使用一个英灵无法拥有的无数宝具的从者的真正身份，是人类最古老的王——吉尔伽美什…...

知道士郎一个人去了言峰教会的事后，saber感到不安，并急急忙忙地赶到教会。但是，时间已经晚了，士郎被长矛贯穿，以濒死的状态躺着。想要跑到士郎的身边，但是眼前却出现了Lancer，saber与之展开了战斗。这时言峰出现了，向士郎询问了某件事…...

从言峰教会逃出的saber和士郎回到卫宫邸时，看到了浑身是血倒在地上的凛。言峰出其不意，把作为圣杯器皿的伊利亚带走了。发誓要破坏灾难的元凶圣杯的saber和士郎，前往降灵之地柳洞寺，与吉尔伽美什和言峰进行最后的战斗!

士郎被从圣杯溢出的诅咒“世间所有的恶”所束缚，很痛苦。那个时候，saber正在与吉尔伽美什苦战。被毫不留情地放出的吉尔伽网斯的宝具“开天辟地的创世之星(Enuma Elish)”，在saber面临绝境的危机时，圣剑的剑鞘“遗世独立的理想乡(阿瓦隆)”出现了…...