前國家鍊金術師，在伊修瓦爾殲滅戰後轉而進行反政府活動的男子「冰凍之鍊金術師」艾薩克‧馬可度加魯，出現在中央。「焰之鍊金術師」羅伊‧馬斯坦古與擁有機械鎧手腳的少年「鋼之鍊金術師」愛德華‧愛力克，以及其弟弟阿爾馮斯，奉大總統金格‧布拉德雷之命前往緝捕。艾薩克在殺人的同時、卻也另有所圖似地在中央暗地活動，其目標究竟是…？

令亞美斯多利斯全國騷動，神出鬼沒、專挑國家鍊金術師殺害的神秘人物「傷痕男（斯卡）」出現在東都。愛德與阿爾在城裡巧遇斯卡，就遭到斯卡的攻擊、毫無轉圜的餘地。斯卡的驚人武術與不可思議的「破壞的右手」，讓愛德與阿爾無法招架…。

為修復損壞的機械鎧，愛德、阿爾與阿姆斯壯一起回到故鄉利塞布爾。當他們在中途的車站休息時，阿姆斯壯偶然看到一名男子。這名男子叫馬可醫生，過去在軍方的研究所，研究應用在醫療方面的鍊金術，伊修瓦爾內亂後卻突然失蹤。愛德一行人前往拜訪馬可，得知原來他曾奉軍方命令研究過「賢者之石」的驚人事實。

愛德與阿爾來到國立中央圖書館第一分館尋找馬可的研究資料，但他們看到的分館卻已完全燒毀。為確認馬可的資料是否放在分館裡，在羅斯少尉的安排下，去見一名據說精通分館資料的少女‧榭絲卡。她證實那些資料確實是放在已經燒光的分館。正當愛德等人為此感到沮喪時，榭絲卡提出一個意外的妙計。

愛德在第五研究所的戰鬥中不僅損壞了機械鎧，身體也受重傷，立刻聯絡在利塞布爾的溫莉前來中央修理機械鎧。此時，阿爾因巴利的一句話而心亂如麻。「自己的靈魂跟記憶，是否都是哥哥假造出來的？」－揮之不去的疑惑漸漸擴散開來，甚至影響他們從未動搖的兄弟之情…。

愛德與阿爾在病房裡，將第五研究所發生的始末告訴阿姆斯壯與休斯等人。人柱、賢者之石的鍊成陣，以及擁有銜尾蛇刺青的一些人…但仍是謎團重重。此時，大總統布拉德雷突然出現在他們面前。他告訴愛德等人，即使是大總統也無法掌握軍方內部不太穩定的情形，並要求他們在事件明朗前不得輕舉妄動。雖然得到忠告，但敵人的魔爪仍伸向意外的人物…。

在伊茲米的闖入下，讓愛德與古利德的戰鬥出現轉機。沒想到此時金格‧布拉德雷突然率領國軍衝進來，要殲滅古利德一夥人。古利德原本打算帶著阿爾逃走，結果卻遭到金格‧布拉德雷的阻擋，並對身為人造人的古利德展開壓倒性猛攻。在戰鬥當中，古利德從布拉德雷眼中看到無法置信的東西。

羅伊與巴利接觸後，對休斯遭到殺害的真相已有頭緒，一連串行動不久也被人造人們發現。此時，與溫莉一起來中央找休斯的愛德與阿爾，卻從在軍部見到的瑪麗亞‧羅斯、告知休斯已死的震驚事實。殊不知溫莉已先行往休斯家去…。

羅斯被當成殺害休斯的嫌犯，遭到軍方拘禁。眼看羅斯的處境越來越不利，沒想到巴利卻在此時襲擊了拘留所，剛好也把關在該處的麟一併救出。在軍方下令格殺勿論的緝捕令後，愛德與阿爾為探求事件真相而前往中央司令部。沒想到羅伊已早先一步出現在羅斯面前，並朝著她發出火焰閃光。

由於羅伊的命令，留下阿爾在中央，愛德則與阿姆斯壯一起前往利塞布爾。沒想到抵達不久就在普雷達的安排下，秘密前往傳說中的王都‧克塞魯克塞斯的遺跡。愛德經一番努力才越過大沙漠，並在該處與老胡重逢。愛德一行人在他帶領下前往遺跡的內部，沒想到卻意外地遇見了某個人。

愛德與阿爾到醫院探訪在與拉斯多戰鬥而負傷住院的羅伊與哈博克，他們得知人造人的大本營居然也涵蓋了大總統官邸，這也對自己所面對之巨大存在感到寒顫。當兩兄弟正打算前往探尋人造人的秘密時，突然接到斯卡現身於中央的情報。

被恩維等人抓到的愛德與阿爾，在父親大人的指示下移交給中央司令部的布拉德雷。愛德兩兄弟進入房間後看到羅伊已經坐在房內，並從羅伊口中得知包含霍克愛在內的羅伊所有部下都被調職，以及軍方高層早已落入敵人的手中。愛德向布拉德雷表示，他不想成為父親大人計劃的幫兇，打算歸還國家鍊金術師的資格…。

古拉曼與羅伊在休斯的墳前密會，羅伊將事件的始末全都告訴古拉曼，希望得到他的協助。另一方面，愛德一直無法掌握梅的行蹤，此時阿姆斯壯前來告知梅他們已經往北方去了。愛德打算馬上出發去找他們，阿姆斯壯給了愛德一封親筆介紹信，並要他抵達北方後首先去找素有「布利古斯的北壁」之稱號的布利古斯要塞駐守將軍。此時，阿爾也遇到一名意外的人物…。

馬可等人躲在「亞斯培克」這伊修瓦爾人的貧民窟，恩維從桑巴諾口中得知這個消息後也隨即前往。雖然馬可與傑爾森等人試圖反擊，但馬可仍被巨大化的恩維抓住。恩維一一說出馬可過去犯下的罪行，並慢慢地加以折磨。不僅如此，恩維還透露馬可過去的部下，已經全被做成賢者之石之事。馬可在得知此事之後…。

返回清國而來到尤斯威爾這東部城鎮的梅，受到當地居民的熱情款待。這也讓原本對自己要拋下亞美斯多利斯的人們，獨自回國而猶豫的梅內心更感到掙扎…。另一方面，愛德與塔利烏斯為尋找阿爾而來到羅伊在中央的藏身之處，結果再次遇見暫時取回身體主導權的麟。麟向愛德傳達父親大人將在「終將到來之日」當天開啟真理之門的事。

羅伊挾持布拉德雷夫人做為人質，對中央司令部燃起反叛的狼煙。原以為這場叛變會馬上遭到鎮壓，沒想到在羅伊一行人的巧妙攻擊，以及出乎意料的查理小隊等布利古斯軍助陣下，形成擴及中央全域的激烈巷戰。此時，羅伊等人與協助策劃這場叛變的某個人物相遇。這個人也告訴羅伊，其實還有一名暗中提供支援的意外協助者。

軍部上層終於解放出大量的人偶兵們，他們不怕死，更不屈不撓，也咬死了本來應該遵從軍部上層的人。同時，一群人偶也朝著愛德他們襲來。另一方面，公然對軍部上層引起叛亂的奧莉薇前方，出現為了殺掉她而來的斯洛烏斯，擋住了她的去路。而傑利姆和阿爾一起被關在圓頂物內，留在村落附近的海因凱爾，聽到圓頂物裡有連續的敲擊聲，才發現傑利姆是有意圖的。但是為時已晚，金普利已經出現在他背後…。

因為海因凱爾的話，阿爾終於決定使用賢者之石。充分利用被關在石頭裡靈魂們的力量，以普萊德和金普利兩人為對手，阿爾勢均力敵且展開憤怒的戰鬥。另一方面，由於阿姆斯壯的參戰，緩和了奧莉薇與斯洛烏斯的苦戰。但是沒多久，斯洛烏斯拿出了「認真」的力量，所謂那個被隱藏的力量…。

恩維使用卑鄙的圈套，始終還是被羅伊和霍克愛識破。已經到極限的恩維，又再次變回小蜥蜴般的身體。怒火充斥的羅伊，打算給恩維最後一擊。這時，霍克愛舉槍制止了羅伊的行為。同時，擔心羅伊而急忙趕到的愛德和斯卡，也告訴他「不能因贈恨和復仇而迷失自我」。看著眼前尋找多年的仇敵，最後羅伊找回了理智而沒有殺它。

帕卡尼亞們和布利古斯軍終於佔領了中央司令部。當時，還生存的中央軍士兵們共同和大量的人偶兵作戰，阿姆斯壯和奧莉薇也在其中。但是，原本已經不能動的斯洛烏斯卻又再度開始活動，使他們受了重傷。雖然士兵們已經幫阿姆斯壯和奧莉薇爭取逃跑的機會，可是他們仍然選擇不逃跑，在那樣緊急的情況下，意想不到的人物現身解危了。

為了找到父親大人而延著地下道前進的愛德和羅伊們，在中途的大廳遇到了金牙醫生。那個醫生介紹自己是「製作了金格‧布拉德雷的人」，他看到羅伊也在場，於是叫出了「說不定能變成布拉德雷」的男人們，向愛德他們襲來。另一方面，在中央司令部入口和布拉德雷作戰的古利德和胡爺爺，就算兩人聯合也無法打倒布拉德雷，結果最後反倒是胡爺爺犧牲了。

由於胡爺爺和帕卡尼亞先前拼命的奮戰，再加上布利古斯兵幫助古利德，終於從城牆上成功打掉布拉德雷。而麟聽了帕卡尼亞的最後請求，藉助古利德的力量，一個人開始向中央兵猛攻。同時，愛德、阿爾和伊茲米的腳下，出現了無數的影子手將他們拖入真理，最後一起出現在父親大人的面前。

父親大人使用亞美斯多利斯全體國民的生命，獲得了天上具有強大力量的門。他稱呼那個是「神的力量」。當時，所有人以為一切都已經沒有希望了；突然地，霍恩海姆在各地植下的賢者之石，使鍊成陣開始發動了…。此外，斯卡和布拉德雷在另一地的戰鬥也即將邁入結束。

由於霍恩海姆的策略，使父親大人失去了身體裡全部的亞美斯多利斯國民的靈魂，不過，為了能使自己繼續保有神的力量，而開始襲擊周圍的人類，打算得到靈魂。倖存的布利古斯兵、羅伊和阿姆斯壯們，為了耗盡父親大人體內剩餘的賢者之石，而奮力展開攻擊。但是，父親大人的反擊破壞了阿爾的身體和愛德右手的機械鎧。父親大人不斷的迫近愛德，打算取他的靈魂。這時，為了拯救哥哥，阿爾下定決心犧牲自己，結果是…。

賭上亞美斯多利斯命運的最終決戰！