Surmonté d'un arc-en-ciel éternel, le village côtier de Narasakicho est assez spécial. D'après les rumeurs qui courent, tous les habitants de ce village auraient un pouvoir caché, une sorte de don.  Quand deux cœurs battent en même temps, le don d'une personne se manifeste, magiquement parlant.  Un étudiant nommé Amaumi Haruhiko fait la connaissance de son don alors qu'il est en deuxième année de lycée. Sa nouvelle année scolaire commence alors que sa sœur adoptive vient de rentrer chez eux à cause d'une mésaventure avec une sorcière... 

L’histoire nous emmène dans la vie de Shirô Emiya, un jeune homme élevé par un mystérieux magicien après la mort tragique de ses parents. Shirô est devenu un lycéen solitaire capable de réparer les objets d'instinct et de lancer quelques sorts. Au cours d’une nuit mouvementé, il est entraîné dans une féroce bataille entre deux magiciens mais Shirô réussi à invoquer Saber, une redoutable épéiste pour le protéger. Il se retrouve alors dans une guerre impitoyable pour la quête du Saint Graal, une relique qui exaucerait les vœux.

L'histoire se centre sur Uryû Shingo, un adolescent qui s'apprête à se rendre temporairement à l'école pour filles de sa ville. En effet, il a été sélectionné parmi tous les garçons de son école pour rejoindre celle réservée aux filles, afin que les deux établissements en question puissent conclure leur fusion. Quelles « aventures » attendra notre héros lorsqu'il arrivera dans ce milieu dépourvu de présence masculine ?

Plus jeune, Hahuri, est sauvée par un étrange garçon qui faisait de la magie. Afin de le retrouver, elle décide elle aussi de devenir magicienne. Elle réussie même à devenir la première des premières années. Un incendie détruit la classe de la Section Magique. N'ayant pas le choix, Hahuri et Ahiri, vont devoir aller dans la Section Régulière où un élève ressemble étrangement au garçon de l'enfance de Hahuri. Coïncidence ou destin ?

L'histoire prend place après une guerre abominable, qui fit découvrir à cette contrée un terrible pouvoir, le "contrat du diable". Cecily Campbell, fille d'un aristocrate, poursuit la tradition de sa famille en devenant un Chevalier. Mais, lors d'un combat contre un ancien chevalier devenu fou, son épée se brise, elle est alors sauvé par Luke Ainsworth, un mystérieux forgeron, qui possède en réalité le pouvoir du contrat du diable, un pouvoir qui est devenu tabou en cette période de paix. Cecily se rendra bientôt compte que ce mystérieux jeune guerrier s'avère être le forgeron qu'elle recherche, celui capable de restaurer son épée.