Busou Renkin è la storia dell'adolescente Kazuki Mutou, che muore cercando di salvare una ragazza che è stata attaccata da un mostro inquietante. La mattina dopo, tuttavia, Kazuki si chiede se sia stato tutto un sogno. Ecco, la ragazza, il mostro e la sua morte sono tutti reali! La ragazza, Tokiko Tsumura, stava effettivamente cercando di uccidere l'omuncolo (una bestia che può assumere la forma umana, ma la cui principale fonte di cibo sono le persone), ma Kazuki si è messa in mezzo. Per far rivivere Kazuki, Tokiko sostituisce il suo cuore con un "kakugane", un dispositivo alchemico che gli permette di evocare una lancia con cui combattere i mostri. Si scopre che Tokiko è un membro di Renkin Kenshi (Alchemist Soldiers), un'organizzazione che ha giurato di proteggere il mondo dalle creature diaboliche. Presto, Kazuki si unisce a Tokiko nella sua ricerca per porre fine all'essere sinistro che crea e controlla l'omuncolo.