平凡的中学生鹿目圆（悠木碧 配音）有一个美满的家庭，在生活中她是个性格温顺又有爱心的好孩子。转学生晓美焰（斋藤千和 配音）的出现打破了小圆平静的生活，这个性格酷酷又体弱多病的黑长直少女似乎对小圆有着什么难言之隐。命运中的相遇出现了，小圆在路边救下了一只浑身是伤的奇怪动物 ，没想到这只动物居然会说人类

小维（广桥凉 配音）是一名标准的“电波少女”，表面上，她常常面无表情、一动不动，似乎无论这个世界发生了什么都跟她没有任何关系，但在内心里，有些孤独的小维还是希望能够得到他人的关心和友谊。

过去，在被称作冬木的城市曾举行过由七位魔术师与英灵参加的“圣杯战争”。 然而趁着第二次世界大战的混乱，“某位魔术师”强行夺走了圣杯—— 数十年过去，千界树一族高举那个圣杯为象征，叛离了魔术协会，宣布独立。 愤怒的魔术协会派遣了刺客，但他们却遭到了召唤出的Servant的反击。

故事发生在一个小镇上，冈崎朋也（中村悠一 配音）是光坂高中在校生，因为家庭原因他一直过着浑浑噩噩的生活。他不参加任何社团活动，唯一的朋友是春原阳平（阪口大助 配音）。