Після того, як жахливий алхімічний експеримент у родині Елріків пішов не так, брати Едвард і Альфонс опинилися в катастрофічній новій реальності. Ігноруючи алхімічний принцип, що забороняє трансмутацію людини, хлопці намагаються повернути до життя свою нещодавно померлу матір. Натомість вони зазнали жорстоких особистих втрат: Тіло Альфонса розпалося, а Едвард втратив ногу, а потім пожертвував рукою, щоб утримати душу Альфонса у фізичному світі, прив'язавши її до величезного обладунку.
Братів рятують їхня сусідка Пінако Рокбелл та її онука Вінрі. Відома як вундеркінд у біомеханічній інженерії, Вінрі створює протези для Едварда, використовуючи «автомейл» - міцний, універсальний метал, що використовується в роботах і бойовій броні. Після років тренувань брати Елріки вирушають на пошуки філософського каменю - могутнього самоцвіту, який дозволяє алхіміку кинути виклик традиційним законам еквівалентного обміну.
Коли Едвард стає сумнозвісним алхіміком і отримує прізвисько «Суцільно-металевий», подорож хлопців втягує їх у зростаючу змову, яка загрожує долі світу.