La historia se centra en el joven Allen Walker, un exorcista, durante un imaginario siglo XIX en Europa. Allen es miembro de la Organización Religiosa Oscura, formada por exorcistas de todo el mundo, la cual está vinculada al Vaticano. La misión de dicha organización es detener al Conde del Milenio (The Millenium Earl), una malvada entidad demoníaca que pretende limpiar el mundo destruyendo a la humanidad del mismo modo que lo hizo el Diluvio Universal.

Hirono Hiro, un estudiante de instituto pobre que se gana la vida dibujando manga shoujo. Una noche fría de navidad después de conocer una mujer muy extraña en la iglesia que le dijo que iba a conocer a alguien que debía conocer, una chica le roba la bici. Corre tras ella y la encuentra en la calle desmallada. Su nombre es Miyamura Miyako y un hombre en moto le había robado el bolso. Poco después, empiezan a ir juntos, disfrutando de la vida de instituto. Miyako se enamora de hiro muy rápido, pero naturalmente encuentra una rival, la amiga de la infancia de él, Shindou Kei, que ha estado mandando en la vida de Hiro desde entonces.

Fuyuki, en la actualidad. Existe una guerra abierta de la cual pocos tienen constancia entre las sombras de la ciudad... es la guerra por el Santo Grial, una reliquia ancestral que se dice hará cumplir los deseos de aquel que lo posea. Los contendientes de esta guerra son llamados Masters, y sus respectivos avatares son conocidos como Servants. Se les conoce por el nombre de su clase: Saber, Archer, Assasin, Caster, Rider, Lancer, Berserker. Siete Masters, siete Servants, una guerra, un Grial. Sólo puede quedar uno.