強大なる力を秘めるという「賢者の石」を求めて、旅を続けるエルリック兄弟。兄のエドワードは、弱冠15歳ながら史上最年少で国家錬金術師の資格を得た、天才錬金術師。弟のアルフォンスは、見た目は屈強な鎧姿だが、心優しい14歳の少年である。東部辺境の町、リオールにやってきた二人は、そこで太陽神レトの代理人を名乗る、コーネロ教主の「奇跡の御業」を目撃するが…。

『賢者の石』をめぐり、コーネロ教主とリオールの教会・秘密地下室で対決するエルリック兄弟。だがそこに、教主の危機を聞きつけたレト教の信者たちが乱入してくる。街中に逃れた二人だが、信心深いリオールの町人たちに見つかり、包囲されてしまう。「奇跡の御業」によって動き出したレト神像によって、アルは破壊され、エドは捕らえられ、コーネロの前に引きずりだされてしまう。

旅の途中立ち寄った街角の古本屋で、錬金術の入門書をみつけるエドとアル。昔、それを使って勉強していたときの頃のことを思い出す。それはまだ二人が幼い時、故郷リゼンブール村で暮らしていた頃のことだった。彼らは、お母さんの喜んだ顔がみたい、その一心で、競って錬金術にのめりこんでいった…。

国家錬金術師になるためセントラルに向うエドとアル。間もなく到着するとマスタング中佐に報告の電話を入れた所、突然！次の列車に乗れと命じられ、どうにか乗り込んだ2人。なんと、その列車には家族と旅行中のハクロ将軍が乗っていた…。

エドとアルは「国家錬金術師試験」にむけて、マスタングの紹介で生体錬成の第一人者である「綴命の錬金術師ショウ・タッカー」の家で過ごすことになった。タッカーの娘のニーナ、愛犬のアレキサンダーの励ましを受け、日々勉学に没頭する二人。そして当日、試験に挑むエドとアルだが…。

エドは難関の「国家錬金術師試験」に12歳にして合格し、最年少記録を塗り替えた。マスタングより国家錬金術師の証である、銀時計を受け取るエド。それは様々な特権を得ると同時に軍の一員になることを意味していた。タッカー家では、お祝いパーティーが開かれ、はしゃぐニーナやアレキサンダー。そんな中、タッカーは迫りくる査定の日に苦しみ、追い詰められていく…。

エドは、ニーナを救う事が出来なかった後悔と自分の無力さを噛み締めていた。そんなエドにマスタング中佐は、タッカーの残した研究の分析を命じる。冷徹ともいえる命令に反発し、エドは一人で、ニーナ殺害犯の捜査をはじめる。

自分の小ささ、無力さを感じつつも、自分達の目的に向かっていくため、『軍の狗』国家錬金術師になることを決意したエド。そんな中、エドは、マスタング中佐から、国家錬金術師としての初任務の伝令を受けることになる。

マスタング大佐へ報告に向かう途中、水の都・アクロイアで途中下車するエドとアル。アクロイアは観光名所として有名な街だが、最近サイレーンという正体不明の怪盗が出没しているという。手掛かりと言えば一つだけ、錬金術を使うこと。エドとアルは、街の刑事から捜査協力の依頼を受けることになったが…。

『賢者の石』の噂を聞いて、金の産地・ゼノタイムにやって来たエドとアル。かつて栄華を誇った町はいつしか寂れ、町の人々はマグワールが研究している『賢者の石』に最後の望みを託していた。エドとアルはそこで偽のエルリック兄弟の存在を知る。

エルリック兄弟の名を語り、賢者の石の研究を続けていたラッセルとフレッチャー。ラッセルは、マグワールから赤い水から賢者の石を精製するために、ある方法の実行を命じられる。しかしどうしても実行することの出来ない彼らは、地下牢に捕らえられてしまう。

国家錬金術師としての調査報告のために、軍・東方司令部を訪れたエドとアル。エドはゼノタイムで聞いたドクターマルコーの噂を、マスタング大佐に尋ねてみるが軽くかわされてしまう。そこでエドは一計を案じ、マルコーの情報を賭け、マスタング大佐と模擬戦闘を行なうことに…。

かつてイシュヴァールの内戦中、軍から脱走した元国家錬金術師・ドクターマルコー。『賢者の石』の研究者であった彼を訪ねて、ハイドウ村にやって来たエドとアル。エドは、マルコーが軍から持ち出した『賢者の石』の研究資料を見せてほしいとせまるが…。

スカーに追い詰められたエドとアルは、間一髪の所をアームストロングに助けられ、マルコーを連れて逃げる。スカーがイシュヴァール人であることを知ったマルコーは、過去に起きた戦争のことを語りだす…。イシュヴァールの内乱の凄惨なる真実を。

スカーによって破壊されたオートメイルの修理の為、リゼンブールへと向かうエドとアル。マルコ－から密かに受け取ったメモには、「賢者の石」関する研究資料の隠し場所が記されていた。その場所はセントラル図書館・第一分館。エドとアルは、ようやく掴んだ「賢者の石」の手がかりに向け、今また出発する。

オートメイルの修理のため、リゼンブールを訪れたエドとアル。家を焼き、「賢者の石」を求めて旅だったあの日以来、4年ぶりの帰郷。ピナコとウィンリィも、憎まれ口をききながらも、暖かく二人を迎え入れる。

マルコーの残した「賢者の石」の研究資料を求めて、セントラルを再び訪れたエドとアル。しかし資料の保管場所であるセントラル図書館・第一分館は、火災により焼失。目撃者の証言から、推測される犯人は、スカー。

失ったすべてを取り戻すため、エルリック兄弟が追い求めてきた「賢者の石」。それはおびただしい生きた人間を犠牲にして作られるものだった。エドは、衝撃の事実に打ちのめされるが、やがてマルコーの残したメモ「真実の奥の奥」の意味を確かめる事を決意する。

「賢者の石」の研究場所が「第五研究所」であることをつきとめたエドとアル。廃墟のはずのその場所には、数々の罠が仕掛けられていた。そして、エドとアルに襲い掛かる二つの黒い影。死刑囚ナンバー48とナンバー66。

第五研究所の中で繰り広げられる、ナンバー48とエドの死闘。「賢者の石」の情報をめぐり息もつかせぬ一進一退の攻防が続く。一方、研究所中庭でもまた、アルとナンバー66の戦いが始まろうとしていた…。

第五研究所の深部へとたどり着いたエド。そこではかつて錬金術の軍事転用の為に、大規模な生体錬成の研究が行なわれていた。研究所内に放置された、夥しい量の未完成の賢者の石と巨大な錬成陣。タッカーは、エドにそれらの材料を使用し、賢者の石を完成させることを提案する。

朦朧としたまま、病院のベットで目覚めた満身創痍のエド。アルもまた半壊した姿で部屋の片隅に置かれている。賢者の石に後一歩のところまで迫りながら、踏み切ることが出来なかったことがエドの心を締め付ける。

自分の記憶も魂さえも偽りのものではないかとの疑念に囚われ、エドの前から逃げ出したアル。街角でただ立ちすくんでいた彼は、そこでイシュヴァール人の幼い兄弟、レオとリックと出会う。兄弟に連れられてイシュヴァールの隠れキャンプを訪れたアルは、思わぬ人物と再会する。

皆を危険に晒すことなく、元に戻るための方法を模索するエドとアル。2人はその可能性を求め、師匠に会うため、ダブリスを出発することを決める。路の途中にある機械鎧の聖地、ラッシュバレーがお目当てのウィンリィと共に。一方、第5研究所と賢者の石について調査を続けていたヒューズは、ある事実にたどりつく。しかしその時…。

オートメイル生産のメッカ、ラッシュバレーに到着したエドとアル、そしてウィンリィの3人。街中に建ち並ぶオートメイル工房を前に、大はしゃぎするウィンリィ。3人はラッシュバレー名物オートメイルアームレスリング大会で、腕と両足が機械鎧の女の子パニーニャと出会う。

エドとアルがもっとも恐れる人物。錬金術の師匠であるイズミにラッシュバレーで捕まった二人。エドが「軍の狗」国家錬金術師になった事を知り、怒り心頭のイズミは、二人を引き連れてダブリスの街に向かう。一方、東方司令部のマスタングのもとには、セントラル異動の正式辞令が下っていた。

エドとアルは、イズミにカウロイ湖の孤島、ヨック島に連れて行かれた。そこは、かつて二人が幼少の頃、修行をした場所であった。島には当時の痕跡がいくつも残されており、二人は昔を思い出しながらもう一度自分達を見つめ直していた。

ヨック島で昔の事を思い出し、自分達の侵した過ちを悔やみながらもエドとアルは、それでも前に進むことを決意する。そんな時、無人であるはずの森の中から、錬金術を使う謎の少年が姿を現す。

イズミがヨック島から連れ帰ってきた少年。彼の右肩には古い傷跡があり、それはエドが幼い頃受けたものと酷似していた。エドの詰問に逃げ出す少年。一方、ヒューズの後任のフランク・アーチャー中佐はアームストロング少佐を 供だって、エドたちの行方を捜し、ダブリスに到着していた。

右足にウロボロスの紋章を持つ少年。彼を巡り、南方司令部にて対峙する 軍部、キンブリー、エルリック兄弟、そしてイズミ。一方、ロイは大総統より命を受け、スカーの身柄確保の為、軍を率いキシュア近郊のスラムに向かっていた。

エドの失われた右腕と左足を持つ少年、ラース。彼は、イズミが人体錬成に失敗した結果、生み出されたホムンクルスだった。ラースは人間になることを望み、そして残りの身体すべて奪うため、エドに襲い掛かる。

ダンテの館で、グリード率いるキメラ軍団に襲撃され、連れ去られたアル。彼らの根城である、町外れの酒場デビルズネストに囚われたアルは、そこで、グリードから永遠の命の秘密について尋問を受ける。

デビルズネストで展開される不穏分子殲滅作戦。アーチャー隊の兵士によって、グリード一派のキメラたちが次々と射殺されていく中、グリードは、キンブリーとタッカーの裏切り、そしてラスト、グラトニーの襲撃を受け、追い込まれていく。

ラストは、偶然にも彼女の過去を知る人物、ルジョンと出会う。2年前、ルジョンは故郷の村を襲った原因不明の難病・化石病の治療法を見つけるため、錬金術の研究に明け暮れていた。

かつてイシュヴァールで造られたという「賢者の石」。南部辺境の地で、軍によって護送中のイシュヴァール人に接触したエドとアルは、賢者の石について知る老人の存在を教えられる。エドとアルそしてウィンリィは、その老人の住むキシュアの街に向かう。

軍内務課からマスタング大佐の監査命令をうけるハボック少尉。彼はブレダ、ファルマン、フュリーとともに「ロイ・マスタング観察日記」を極秘につけはじめる。そこで次々に明らかになるマスタング大佐の知られざる日常の姿とは!?

イシュヴァールを目指し旅を続ける途中、エドとアルはスカーを止めるべきか、自分達の身体を取り戻すことを優先すべきかをめぐり仲違いしてしまう。一方、ヒューズの事件について一人調べていたシェスカは、ある仮説にたどり着く。

旅の途中、マーテルはエドとアルにかつて自分が特殊部隊に所属していた過去 について語る。そこで明らかになるイシュヴァール内戦勃発の真実。その頃、反抗勢力を鎮圧するために、アーチャー率いる軍隊がリオールに到着していた。

グリード、そして仲間達を売り、軍部に寝返ったキンブリー。その憎き仇を見つけ出したマーテルは、アルの制止をはねのけ、一気に襲い掛かる。一方リオールでは、ついにエドとスカーが対峙していた。

指導者を失い混迷し続けるリオール。その混乱に乗じ軍事的に制圧を目論む軍部。ついに鎮圧部隊は市街に進軍する。そしてスカーは、リオール内乱を利用し、 「賢者の石」を完成させようとしていた。

賢者の石を求めるものは、必ず滅びる。いままた新しい伝説がリオールという 一つの街を犠牲に、生み出されようとしていた。大総統の特命を受け、リオールの市街に攻め入るキンブリー率いるキメラ部隊。だが、その前にイジュヴァールでの復讐に滾るスカーが立ち塞がる。

リオールの街から忽然と姿を消したエドとアル。「賢者の石」となったアルを追って、軍部が、そしてホムンクルスが迫る中、エドとアルはリゼンブールに向け、逃亡を続けていた。

リゼンブールに身を潜めているエドとアルの前にあらわれた意外な人物。それは十数年前に家族をおいて行方知れずになっていた二人の父・ホーエンハイムだった。

セントラル旧市街。その地下に広がる巨大都市遺跡の一角。向かい合う光のホーエンハイムとダンテ。彼らに纏わる永き因縁。それは、4百年前に遡る。彼らがついに辿りついた、あの日から・・・。

ホムンクルスとの戦いを決意したエドは、ラースの弱点を手に入れるためイズミの元を訪れる。一方、残されたアルが、賢者の石の使用法を知る為に向かった場所。それはショウ・タッカーの隠れ家だった。

賢者の石となったアルを巡り、対峙するエドとスロウス。アルはいまだスロウスに母親の面影を感じ、惑う。侵した罪。本当の贖罪を、自らの手で果たす為、 エドは今、スロウスに立ち向かう。

スロウスの構成物質をすべてエタノールに再構築したエド。それは自分達が侵した罪への避けては通れない道だった。一方、北方に送られた部隊では、不穏な空気が漂い出していた。

連れさられたアルを追って、セントラルに向かったエド。そこで再会したトリンガム兄弟より、エドは、第五研究所の先にあった、『賢者の石』に纏わる、巨大な研究場の所在を教えられる。

ロゼの赤ん坊から出現した門に呑み込まれたエドは、門の向こう側の世界へと飛ばされる。そこは20世紀初頭のロンドンだった。混乱の中、街を襲うツェッペリンから逃げるエド。その頃ダンテはグラトニーにアルを食べさせ、完全な賢者の石を得ようとしていた。アルに襲いかかっていくグラトニー。そして門の向こう側の世界では……。

大総統邸にてプライドや、事態を聞きつけてやってくるアーチャーと次々に対峙することとなったマスタング。一方ダンテの屋敷では、エンヴィーがホーエンハイムに会うべく門へと消えていく。そしてエドは、大切なものを呼び戻すため、ふたたび両手を打ち鳴らす……。大総統邸にてプライドや、事態を聞きつけてやってくるアーチャーと次々に対峙することとなったマスタング。 一方ダンテの屋敷では、エンヴィーがホーエンハイムに会うべく門へと消えていく。そしてエドは、大切なものを呼び戻すため、ふたたび両手を打ち鳴らす……。