Tahun 2016 Masehi, fondasi kemanusiaan telah hangus dibakar oleh Raja Penyihir Solomon. Chaldea, sebuah organisasi penyihir rahasia dengan misi menjaga masa depan manusia, telah meramalkan kepunahan umat manusia pada tahun 2015. Maka dimulailah operasi untuk memperbaiki Singularitas dalam sejarah yang disebabkan oleh Cawan Suci yang tersebar di seluruh ruang dan waktu—Operasi Grand Order.
Menggunakan teknologi penjelajah waktu Rayshift, Master terakhir Chaldea, Ritsuka Fujimaru, dan demi-servant-nya, Mash Kyrielight, telah melakukan perjalanan dan menyelesaikan enam Singularitas. Kini, mereka berangkat menuju tujuan paling berbahaya: peradaban di Zaman Dewa, Mesopotamia 2655 SM. Ritsuka dan Mash segera menemukan bahwa Binatang Iblis berkeliaran di tanah itu, menyerang manusia dan kota-kota. Di tengah kekacauan dan teror, terdapat pertahanan terakhir umat manusia—Uruk, sebuah kota benteng yang berfungsi sebagai garis depan pertempuran melawan binatang buas.
Garis depan pertempuran ini diperintah oleh Raja Gilgamesh, Raja Pahlawan, yang mencari bantuan dari Pahlawan Roh dan mengambil peran sebagai penyihir untuk melindungi kotanya. Bersama Gilgamesh dan para servant yang dipanggil, Ritsuka dan Mash harus melindungi Uruk dari serbuan binatang buas ajaib dan mengalahkan Aliansi Tiga Dewi yang bertujuan untuk memusnahkan umat manusia; sementara itu, ancaman yang lebih besar membayangi Uruk, bersiap untuk kebangkitannya.
