Edward Elric, seorang alkemis muda yang jenius, telah kehilangan banyak hal dalam hidupnya yang baru berusia dua belas tahun: ketika ia dan saudaranya Alphonse mencoba menghidupkan kembali ibu mereka yang telah meninggal melalui tindakan terlarang transmutasi manusia, Edward kehilangan saudaranya serta dua anggota tubuhnya. Dengan keahlian alkimia yang luar biasa, Edward mengikat jiwa Alphonse ke dalam sepasang baju zirah besar.

Setahun kemudian, Edward, yang kini diangkat menjadi alkemis fullmetal negara, memulai perjalanan bersama adiknya untuk mendapatkan Batu Filsuf. Benda legendaris ini konon mampu meningkatkan kemampuan seorang alkemis secara drastis, sehingga memungkinkan mereka melanggar hukum dasar alkimia: untuk mendapatkan sesuatu, seorang alkemis harus mengorbankan sesuatu yang bernilai sama. Edward berharap dapat memanfaatkan sumber daya militer untuk menemukan batu legendaris tersebut dan mengembalikan tubuhnya dan Alphonse ke keadaan normal. Namun, saudara Elric segera menyadari bahwa ada lebih banyak hal di balik batu legendaris tersebut daripada yang terlihat, saat mereka dibawa ke pusat pertempuran yang jauh lebih gelap daripada yang pernah mereka bayangkan.