Préquel de la série Unlimited Blade Works. L'histoire suit Rin Tôsaka, une jeune magicienne sur le point d'invoquer son Servant.

Les événements du dernier épisode évoluent sous une perspective différente, alors que Shirō repousse l'attaque de Lancer avant de convoquer Saber.

Rin tente d'expliquer la Guerre du Saint Graal et son rôle de Maître à Shirō avec l'aide de son mentor, Kirei Kotomine.

Rin, Archer, Shirō et Saber affrontent Berserker, une nouvelle Servante apparemment imparable, au cours d'une bataille de longue haleine qui pourrait tous les détruire.

Shirō apprend la vérité sur Saber et sur le fonctionnement des sept Servants. Rin et Archer combattent un ennemi qui se nourrit d'énergie vitale humaine.

Rin menace de blesser Shirō s'il ne renonce pas à ses sceaux de commande, puis tous deux décident de faire une trêve lorsqu'un Servant inconnu lance une attaque.

Après avoir conclu une trêve, Rin et Shirō poursuivent la Servante inconnue et découvrent un secret qui révèle une conspiration encore plus importante.

Après avoir défendu Shirō, Archer laisse Caster s'enfuir, une décision qui provoque colère et confusion.

Shinji crée une nouvelle barrière autour de l'école, sapant l'énergie de tous ceux à l'intérieur, sauf Rin et Shirō qui sont assaillis par des créatures surnaturelles.

Après avoir parlé avec Taiga et Saber pendant le dîner, Shirō se demande s'il veut devenir un héros justicier ou simplement suivre le chemin de Kiritsugu.

Shirō et Saber aident Rin à tester sa théorie selon laquelle Kuzuki est le Maître de Caster, mais la vérité est plus sinistre que tout ce qu'ils auraient pu imaginer.

Alors qu'un Shirō blessé et Rin élaborent un plan contre Caster, Shirō réalise qu'il doit défendre ses idéaux devant elle et Archer.

Shirō, Rin et Saber sont pris derrière une barrière invisible dressée par Caster, qui a déchaîné des pouvoirs inconnus contre eux lors d'une bataille pour le Saint Graal.

Shirō repense à des événements antérieurs et se souvient des idéaux de Kiritsugu. Pendant ce temps, Rin rend visite à Kirei et fait une découverte troublante.

Malgré les récents contretemps, Shirō décide de poursuivre son combat pour le Saint Graal. Rin suggère de nouer une alliance exceptionnelle avec Illyasviel.

En discutant avec sa mère, Illyasviel découvre des secrets et le rôle que sa famille a joué dans la bataille pour le Saint Graal.

Le groupe de Shirō se prépare à se battre contre Shinji. Une lutte à mort s'ensuit et l'identité du Servant de Shinji est enfin dévoilée.

Une fois de plus, Rin et Shirō font face à Caster et son maître. Pendant ce temps, Archer révèle son plan à Lancer.

En tentant de sauver Rin du domaine d'Illyasviel, Shirō et Saber reçoivent un coup de main plus que surprenant.

Archer et Saber dévoilent leur passé. Qui a le mieux réussi à atteindre ses objectifs ? Archer souligne les similarités entre ses motivations et celles de Shirō.

Après avoir dévoilé sa véritable identité, Archer livre une bataille sanglante contre Shirō. Tin et Lancer continuent de rencontrer de graves problèmes avec Shinji.

Shirō est sur le point de perdre son combat contre Archer, mais tous deux sont hantés par des souvenirs, dont Shirō espère qu'ils joueront en sa faveur.

Le temple Ryūdō doit faire appel au Saint Graal. Rin croit que Shirō peut l'emporter, mais seulement avec Unlimited Blade Works.

Rin et Shirō veulent détruire le Saint Graal dans le temple Ryūdō. Pendant ce temps, Saber s'engage dans une violente bataille contre le gardien du temple.

Tous les combattants restants s'affrontent lors d'une ultime bataille à mort qui décidera du sort du Saint Graal. Qui en sortira gagnant ?

Après les événements survenus au Japon, les survivants ont intégré l'école de magie de Londres où de vieilles connaissances se mélangent aux nouveaux visages.

Fin alternative de la route Unlimited Blade Works.