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

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

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.

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.

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

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

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

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