Обычный ученик клуба астрономии старшей школы Учихама по имени Со, и с ним четыре девушки – образец красоты и силы глава клуба Айри, мудрая и богатая Нагиса-семпай, подруга детства Каори и таинственная переведённая ученица Юй, которую окружает некая загадка. На первый взгляд тривиальная история школьной любви с привычными школьными проблемами на поверку оборачивается путешествием по временным осям ради спасения жизни дорогого человека.

Ученик старшей школы, Эмия Широ, становится невольным участником так называемой «войны Святого Грааля», время от времени проходящей в японском городе Фуюки. Это борьба семерых магов за обладание легендарным артефактом – Святым Граалем, который исполнит любое желание победителя и, таким образом, изменит его судьбу. Каждый маг с момента своего начала участия в войне призывает слугу – одну из великих героических душ прошлого или будущего – сражающегося на стороне своего хозяина. Есть семь слуг, все они принадлежат к разным боевым классам: мечник (Сэйбер), лучник (Арчер), копейщик (Лансер), всадник (Райдер), берсеркер, убийца (Ассасин) и маг (Кастер). Битва ведется до тех пор, пока не останется одна пара мастера и слуги. Эмия Широ против собственной воли призывает мечницу – слугу, поставившую себе цель добраться до Грааля любым путём. Однако, он не желает участвовать в битве, так как в прошлой войне потерял всех своих родных. Эмии начинает помогать Тосака Рин – сильный маг, которая учится в той же школе, что и Широ. Но правила войны Святого Грааля указывают на то, что рано или поздно им предстоит сразиться между собой, а наиболее возможный исход для проигравшего – смерть.