Dwaj bracia Edward (Państwowy Alchemik) i Alphonse Elric proszeni są o schwytanie Lodowego Alchemika – Isaaca McDougala, którego planem jest zamrożenia całego miasta Central City.

Podczas podróży do miasta Liore, Ed i Al wspominają swoje dzieciństwo, kiedy to usiłowali przeprowadzić ludzką transmutancję swojej zmarłej matki. Po nieudanym eksperymencie, Ed stracił lewą nogę, a Al całe ciało. Aby przywrócić duszę brata i zamknąć ją w zbroi, Ed poświęcił także swoją prawą rękę.

W Central City zaczynają się ataki na Państwowych Alchemików, które przeprowadza człowiek z blizną na twarzy. Tymczasem bracia Elric, z pomocą przyjaciół trafiają do Shou Tuckera – Alchemika Zszywającego Życia.

Bracia Elric decydują się wyruszyć do swojego nauczyciela alchemii, do Dublith. Zabierają ze sobą Winry, która się zatrzymać w Rush Valley – mieście znanym z produkcji najlepszych protez i zbrój automatycznych. Tymczasem Maes Hughes odkrywa prawdę o armii i wkrótce potem zostaje zamordowany.

Po uratowaniu przez Izumi, Al ucieka z miejsca potyczki z Greedem. Tymczasem Greed ucieka wraz z kompanami przed ścigającą go armią. W kanałach spotyka Kinga Bradleya, który także okazuje się być homunkulusem o imieniu Wrath. Po walce, pokonany Greed zostaje zabrany do Ojca i uśmiercony.

Dzięki pojawieniu się Kaina Fuery’ego i Roya Mustanga, udaje się uratować Rizę Hakweye przed Gluttony’m. Uciekając, trafiają do trzeciego laboratorium, gdzie dochodzi do konfrontacji z Lust. Pułkownik, używa na niej swojej alchemii, spalając jej ciało tak długo, aż jej kamień filozoficzny stracił moc i nie mogła już odnowić swojego ciała.

Ed i Al opracowują plan, który ma im pomóc zdobyć informacje o kamieniu filozoficznym. Chcą sprowokować homunkulusy do działania, a następnie je złapać. W tym celu, rozpoczynają głośną działalność w stolicy, by skłonić Scara, by ich zaatakował. W tym planie pomagają im Ling i Lan Fan.

Bracia Elric walczą ze Scarem czekając na ruch homunkulusów. W tym samym czasie, Ling Yao walczy z Kingiem Bradleyem i Gluttony’m, chcąc jednocześnie uratować ranną Lan Fan. W trakcie walki, Ed pyta Scara o zabójstwo państwa Rocbellów i Scar potwierdza swoją winę. Mimowolnym świadkiem tego zdarzenia jest Winry.

Lan Fan odcina sobie rękę, aby umożliwić ucieczkę Lingowi przed Kingiem Bradleyem. Tymczasem otoczonego przez żołnierzy i rannego Scara z opresji ratuje May Chang, używając swojej danchemii na odległość.

Bracia Elric, Mustang, Hawkeye, doktor Knox, Ling i Lan Fan przebywają w kryjówce z obezwładnionym Gluttony’m. Kiedy homunkulus orientuje się, że znajduje się tam pułkownik, który zabił Lust, pod wpływem ataku furii, uwalnia się i atakuje wszystkich. Wkrótce potem zjawia się Envy, aby opanować sytuację. Cześć z ukrywających się zostaje ewakuowana – do walki zostają tylko Ed, Al oraz Ling. Tymczasem Mustang orientuje się, że Hughes przed śmiercią odkrył, że armia nie jest zagrożona, ale jest zagrożeniem.

Pomiędzy pozostałymi ludźmi, a dwoma homunkulusami wywiązuje się walka. Po przypadkowym pochłonięciu części przestrzeni przez Gluttony’ego, Ed, Al, Ling i Envy lądują w jego wnętrzu. Natomiast King Bradley, aby uciszyć Mustanga, wysyła jego współpracowników na cztery strony świata, a porucznik Hawkeye czyni swoją własną adiutantką (a jednocześnie zakładniczką).

Dzięki informacjom od Envy’ego, Ed wpada na pomysł jak wydostać się z Gluttony’ego. Chce on otworzyć fałszywą Bramę Prawdy. Tymczasem Scar pomaga May Chang szukać jej małej pandy. W ten sposób natrafiają na Alphonse’a, który idzie razem z Gluttony’m do siedziby Ojca.

Ed i Al zostają odprowadzeni przez Envy’ego do siedziby Wratha. Kiedy Edward chce zrezygnować ze służby jako Państwowy, King Bradley grozi, że zabije Winry. Pozwala jednak braciom kontynuować szukanie sposobu na przywrócenie dawnych ciał. Tymczasem Scar zabiera do swojej świty doktora Marcoh.

Riza Hawkeye opowiada Edwardowi o wojnie ishvalskiej. Nauczycielem alchemii Mustanga był Berthold Hawkeye – ojciec Rizy. Jego badania nad płomienną alchemią zostały uwiecznione w formie tatuażu na plecach córki. Po wojnie King Bradley wydał rozkaz anihilacji Ishvalu.

Grupa Scara rozdziela się. May podąża na północ z jednym zakapturzonym towarzyszem, natomiast Scar podąża z drugim. Ścigający ich Kimblee stara się przewidzieć ich następny ruch. Tymczasem bracia Elric decydują się udać na północ, w kierunku fortecy Briggs.

Olivier Armstrong jedzie do centrali, gdzie otwarcie przyznaje się do zabicia generała Ravena, żądając jego stanowiska dla siebie. Spotyka także swojego brata, za którym nie przepada. Porucznik Hawkeye przekazuje Mustangowi informację o Selimie Bradleyu, za pomocą mnemotechniki. Tymczasem Ojciec śni o swojej przeszłości, gdy był homunkulusem zamkniętym w kolbie, a jego właścicielem był Hohenheim – niewolnik w Xerxes.

Zampano zwabia Envy’ego do świty Scara, z którym podróżuje doktor Marcoh. Okazuje się, że była to przygotowana zasadzka na homunkulusa, którego udaje im się pokonać i zredukować do formy małego robaka. Po walce May udaje się na wschód, by wrócić do Xing. Tymczasem Al zatrzymuje się w Liore, gdzie spotyka swojego ojca.

Chimery, które wcześniej walczyły z Edwardem, teraz z nim współpracują. W Liore Hohenheim opowiada Alphonsowi wszystko co wie o planach Ojca. Tymczasem Greed walczy z jednym ze swoich dawnych towarzyszy. Po zabiciu go, wspomnienia zaczynają do niego powracać. Wściekły z tego powodu Greed, atakuje Kinga Bradleya.

Greed ponosi porażkę w walce z Kingiem Bradleyem, jednak udaje mu się uciec. Tymczasem Olivier jest zmuszona walczyć ze swoim bratem Alexem o posiadłość rodzinną i odnosi zwycięstwo. Tymczasem Edward, Darius i Heinkel trafiają do starej kryjówki, gdzie spotykają Greeda. Ling na chwilę odzyskuje kontrolę nad ciałem i mówi Elricowi o planach Ojca co do Dnia Sądu.

Żołnierze Briggs eskortują Winry do domu w Resembool, gdzie spotykają Eda, Greeda i towarzyszące im chimery. Pułkownik Mustang informuje generał Armstrong o prawdziwej tożsamości Selima. Tymczasem na dzień przed Dniem Sądu, King Bradley wpada w pułapkę, przyszykowaną przez ludzi generała Grummana (jego pociąg zostaje wysadzony)

Otoczeni przez sztucznych ludzi, Armstrongowie mają kłopoty w walce ze Slothem. Niespodziewanie na ratunek przybywa Izumi Curtis wraz ze swym mężem Sigiem. W tym samym czasie Hohenheim walczy w podziemiach z Ojcem.

Hohenheim oświadcza Ojcu, że rozmawiał z każdą ze znajdujących się w nim dusz. Atakując go, udaje mu się zniszczyć jego ciało. Tymczasem do Central City powraca King Bradley, który postanawia stłumić bunt. Poważnie rani kapitana Buccaneera, lecz naprzeciw niemu staje Greed wraz z Fu.

Greed przegrywa walkę z Wrathem, dlatego Fu jest zmuszony walczyć sam. Widząc, że nie ma szans go pokonać, usiłuje przeprowadzić samobójczy atak. Okazuje się on nieudany, jednak dzięki temu, umierający Buccaneer jest w stanie zadać poważny cios Kingowi Bradleyowi, który spada do fosy.

Będący na skraju śmierci kapitan Buccaneer, prosi Linga, by ten dopilnował utrzymania zamkniętej bramy. Tymczasem Ed, Al i Izumi zostają przeniesieni do podziemi, ponieważ są kandydatami na „ofiary” (otworzyli Bramę Prawdy). Złotozębny naukowiec rani Rizę Hawkeye, chcąc nakłonić Roya Mustanga, do przeprowadzenia ludzkiej transmutancji.

Pułkownik widząc mrugnięcie okiem porucznik Hawkeye, odmawia przeprowadzenia transmutancji. Wkrótce złotozębny naukowiec zostaje zaatakowany przez May i chimery. Po chwil na miejsce przybywa Pride i Wrath poświęcając naukowca i siłą przymusza Mustanga do złamania tabu i transmutowania człowieka.

W wyniku złamania tabu, Roy traci wzrok. Edward i Alponse walczą przeciwko Pride’owi, natomiast May stara się powstrzymać Ojca, z pomocą swojej danchemii. W tym samym czasie Scar i Lan Fan toczą walkę z Kingiem Bradleyem. Tymczasem Ojciec wykorzystuje swoje „ofiary”, by pochłonąć dusze wszystkich mieszkańców Amestris i otworzyć Bramę Prawdy całej Ziemi.

Hohenheim, który od początku znał plan Ojca, rozpoczyna swój kontratak. Przez lata umieszczał kamienie filozoficzne w różnych miejscach i dzięki ich mocy udaje mu się zwrócić życie wszystkim poległym w czasie transmutancji Amestryjczyków. Tymczasem oślepiony King Bradley zostaje zabity przez Scara, natomiast Ed, z pomocą duszy Kimblee’a uśmierca Pride’a.