海と山に囲まれた都市・冬木市。ここに暮らす高校生、衛宮士郎は普段と変わらぬ穏やかな生活を送っていた。しかし、そんな日常の裏で、街では頻発するガス漏れ事故に、辻斬りめいた強盗殺人事件など、暗く奇妙な事件が続いていた。それはこの地を舞台に連綿と続いてきた戦い「聖杯戦争」の序章だった。そして魔術師の一人、遠坂凛も、共に戦う使い魔(サーヴァント)アーチャーを召喚し、聖杯戦争に挑もうとしていた。

アーチャーと共に聖杯戦争に関わる敵の捜索を始めていた凛は、敵のサーヴァント「ランサー」と遭遇し戦いとなった。一方、学校の用事で遅くなっていた士郎は、その戦いを目撃してしまい、ランサーに襲われ突き殺されてしまう。絶命の際、何者かに命を救われた士郎であったが、その生存を知ったランサーに再び襲われる。その時、士郎の元に現れたのは・・・

美しい少女の姿をしたサーヴァント・セイバーに命を救われた士郎。そして士郎の命令で戦いを止めるセイバーと対峙していたのは、同じ学校の遠坂凛だった。驚く士郎であったが、凛から聖杯戦争のあらましを聞き、さらに聖杯戦争の監査役という神父・言峰綺礼から、戦いへの決断を問われるのだった。

聖杯戦争の監査役、言峰綺礼から聖杯戦争について聞かされ、戦いを決意した士郎の前に、数日前の夜にすれ違った不思議な少女・イリヤと彼女のサーヴァント・バーサーカーが立ちはだかった。襲い来るバーサーカーと戦うセイバー。しかし、ランサーとの戦いで傷ついたセイバーは、バーサーカーの攻撃の前に圧倒されていく。血を流すセイバーを見かねた士郎は、思わず彼女を助けに入り、バーサーカーの攻撃を受け瀕死の重傷を負ってしまう・・・。

セイバーの存在を桜や大河に知らせるわけにはいかないと、彼女たちの目に触れないよう部屋に隠れていてもらったが、後ろめたさを感じた士郎は、結局、桜たちに紹介してしまう。納得できない大河はセイバーと道場で立ち合いをする始末だったが、次の朝までに3人は仲良くなり士郎はなんとか平穏を取り戻す。しかし学校では聖杯戦争を戦っている自覚のない士郎に怒りを感じた凛が、放課後、士郎に襲いかかるのだった。

圧倒的な実力差で凛に追いつめられた士郎だったが、決着がつこうとしたまさにそのとき、校内に悲鳴が響いた。二人が駆けつけた先には、魔力の源である生命力を抜かれた女生徒が倒れていた。すぐさま介抱する凛だが、そこに何者かが攻撃を加えてきた。とっさに凛をかばい負傷する士郎。そしてその敵を追った士郎の前に新たなサーヴァントが姿を現した。士郎はセイバーを呼ばず、自分だけで危機を脱しようと試みるが・・・。

学校に潜むもうひとりのマスターを倒すまで協力関係を結ぶことになった士郎と凛。そんな中、ライダーが学校に張った結界はあと2,3日で発動するまでに強まっていた。大惨事を防ぐため、士郎と凛は結界を構成する呪刻をひとつずつ探し出し、解除することで発動を遅らせようと行動する。しかし二人が別れた後、士郎の前にライダーとそのマスターが姿をあらわした。

ライダーのマスターは、士郎の友人で、桜の兄の慎二だった。自宅に士郎を招いた慎二は、間桐家も遠坂と同様に魔術師の家系で、自分も聖杯戦争に巻き込まれたのだと語った。士郎は慎二からの情報で、柳洞寺に更なるサーヴァントが潜んでいることを知るが、柳洞寺にはこちらから攻め込まないという士郎は、戦うべきだというセイバーと対立する。その夜、セイバーは単独で柳洞寺に向かってしまうのだった。

単独で柳洞寺に向かったセイバーの前に、その山門を守るアサシンのサーヴァントが立ち塞がった。そして、セイバーたちの戦いの間隙をついて柳洞寺への潜入を試みたライダーもまた、キャスターと対峙していた。剣技を尽くして戦うセイバーとアサシン。しかし、このままではアサシンを倒せないと悟ったセイバーは遂に宝具を解放しようとするが・・・。

実戦の前に一度でも多くの戦いを経験するため、士郎は学校を休んでセイバーと剣の稽古をすることになった。セイバーに全く歯が立たない士郎だが、果敢に打ち込み続けるのだった。そんな中、昼食に買出しに出かけた士郎は商店街で不意にバーサーカーのマスター、イリヤに話しかけられる。かつて戦った時とは別人で、士郎を兄のように慕ってくるイリヤに戸惑いながらも、穏やかな時間を過ごすのだった。

戦いに備え今日もセイバーと剣の稽古、凛から魔術を教わる士郎。そんなある日、慎二から「どうしても話したいことがある」と学校に呼び出される。士郎が単身学校に赴くと、慎二は校内に張り巡らせていた結界を発動させ、校内全ての人間もろとも士郎を倒そうとするのだった。さらに、慎二を止めようと駆け寄る士郎にライダーが襲い掛かる。ライダーと慎二を倒し、学校のみんなを救うために士郎は令呪を使ってセイバーを召喚した。

これ以上慎二に無関係な人達を傷つけさせるわけにはいかないと、士郎とセイバーは魔力の気配を辿って街を捜索するのだった。夜の新都にやって来たところで、ライダーは二人の前に姿を現し、セイバーを高層ビルの屋上に誘い込む。そこで天馬とそれを操る宝具で圧倒するライダー。強力な攻撃を防ぎ勝機を待つセイバーだったが、慎二を追って士郎もその場に駆けつけてしまった。セイバーは士郎を守るために自らの宝具を解放し、黄金に輝く剣が姿を現したのだった。