Sau khi một thí nghiệm giả kim khủng khiếp xảy ra trong gia đình Elric, anh em Edward và Alphonse bị bỏ lại trong một thực tế mới thảm khốc. Bỏ qua nguyên tắc giả kim thuật cấm biến đổi con người, các chàng trai đã cố gắng làm cho người mẹ vừa qua đời của họ sống lại. Thay vào đó, họ phải chịu đựng những mất mát cá nhân tàn bạo: cơ thể của Alphonse tan rã trong khi Edward bị mất một chân và sau đó hy sinh một cánh tay để giữ linh hồn của Alphonse ở cõi vật lý bằng cách trói nó vào một bộ giáp khổng lồ. Hai anh em được người hàng xóm Pinako Rockbell và cháu gái Winry giải cứu. Được biết đến như một thần đồng kỹ thuật cơ khí sinh học, Winry tạo ra chân tay giả cho Edward bằng cách sử dụng "automail", một kim loại cứng, linh hoạt được sử dụng trong robot và áo giáp chiến đấu. Sau nhiều năm huấn luyện, anh em nhà Elric bắt đầu nhiệm vụ khôi phục cơ thể của họ bằng cách tìm Viên đá Phù thủy - một viên ngọc mạnh mẽ cho phép một nhà giả kim bất chấp các quy luật truyền thống về Trao đổi Tương đương. Khi Edward trở thành một nhà giả kim khét tiếng và có biệt danh "Fullmetal", cuộc hành trình của các chàng trai cuốn họ vào một âm mưu ngày càng lớn đe dọa số phận của thế giới.