Gara-gara eksperimen transmutasi manusia yang gagal total, hidup kakak-beradik Edward dan Alphonse Elric langsung berubah jadi mimpi buruk. Mereka nekat ngelanggar tabu sihir demi nghidupin lagi ibu mereka yang udah meninggal. Hasilnya? Zonk besar. Al malah kehilangan seluruh badannya, sedangkan Ed harus kehilangan kaki kiri dan mengorbankan tangan kanannya demi mengikat jiwa Al ke dalam sebuah baju zirah besi kosong.
Untungnya, mereka diselametin sama tetangga mereka, Pinako dan cucunya, Winry. Winry yang jenius di bidang mekanik langsung bikinin tangan dan kaki palsu dari logam canggih bernama automail buat Ed. Setelah bertahun-tahun latihan fisik dan mental, Elric bersaudara akhirnya mutusin buat petualangan nyari Philosopher's Stone—batu mitos yang bisa ngangkangis hukum alam biar badan mereka bisa balik normal lagi.
Seiring berjalannya waktu, Ed berhasil jadi pakar alkimia negara sampai dapet julukan si "Fullmetal Alchemist". Tapi, perjalanan mereka nyari batu itu malah bikin mereka keseret ke dalam konspirasi gelap nan besar yang mengancam keselamatan seluruh dunia.