Τα αδέρφια εκτελούν την απαγορευμένη αλχημική τεχνική του ανθρώπινου μετασχηματισμού σε μια προσπάθεια να την αναστήσουν όταν η Τρίσα πέθανε από την πανούκλα. Ως αποτέλεσμα, ο μετασχηματισμός πυροδοτεί και σε νόμο με την ίδια ανταλλαγή, το αριστερό πόδι και ολόκληρο το σώμα του Έντουαρντ του Alphonse καταστρέφονται. Ο Έντουαρντ χάνει το δεξί του χέρι για να σώσει την ψυχή του Alphonse, δεσμεύοντας το να έχει σφραγίδα αίματος σε μια στολή. Ο Roy Mustang καλεί τον Έντουαρντ να γίνει μια μέθοδος για την αποκατάσταση του σώματος του Alphonse για έρευνα από κρατικό αλχημιστή. Ο Έντουαρντ θριαμβεύει, καθιστώντας το όνομα σύμφωνα με τα προσθετικά του άκρα, τον Fullmetal Alchemist.
Τρία χρόνια μετά, οι Έλληνες αναζητούν το θρυλικό Φιλόσοφο Πέτρα για να πραγματοποιήσουν τους στόχους τους. Ο Μάρκο στέλνει τις σημειώσεις του για να τις βρει, ωστόσο μαθαίνουν ότι ο ουσιαστικός παράγοντας για να κάνουν πραγματικά την πέτρα είναι οι ανθρώπινες θυσίες. Ο φίλος του Mustang, Maes Hughes, συνεχίζει την έρευνά τους, αλλά πυροβολείται νεκρός με έναν μεταμφιεσμένο φθόνο για την εύρεση των στρατηγικών του Homunculi.
Βλέποντας με τη Izumi, οι Elrics μαθαίνουν ότι η ανθρώπινη μεταμόρφωση έγινε από αυτήν στο νεκρό παιδί της. Ο απατεώνας homunculus Greed συλλαμβάνει το Alphonse, αλλά σώζεται από τον πρόεδρο του Amestris King Bradley, που φαίνεται να λειτουργεί ως homunculus Wrath. Έτσι, η απληστία λιώνει και απορροφάται εκ νέου μέσα στον αρχιτέκτονα Πατέρα των Homunculi. Ο Winry και οι Elrics επιστρέφουν στο Central City για να πάνε με τον Hughes αλλά μαθαίνουν για το θάνατό του. Η υπολοχαγός Μαρία Ρος πλαισιώνεται για ανθρωποκτονία του Χιου, αλλά προφανώς σκοτώθηκε από τον Μάστανγκ. Ωστόσο, ο Έντουαρντ μαθαίνει ότι η αποχώρηση του Ροσ οργανώθηκε έτσι ώστε να μπορεί να λαθρεμπορευτεί από τον Μάστανγκ από τις Ηνωμένες Πολιτείες στο Σινγκ, με τη βοήθεια του πρίγκιπα Σινγκ Λινγκ Γιάο. Ο Χόενχαϊμ επανασυνδέεται από τον Έντουαρντ αλλά τον περιφρονεί για τη μακρά απουσία του στην κατοικία.
Καθώς η αφήγηση προχωρά, οι Homunculi συναντώνται επανειλημμένα από τους πρωταγωνιστές. Το μάστανγκ σκοτώνει τη λαχτάρα. Ο Mustang και ο Ling συλλαμβάνουν τον Gluttony, ωστόσο καταλήγει να καταναλώνει τον Envy στο μηδέν του, και τον Edward, που μοιάζει με Ling. Ο Gluttony παίρνει τον Alphonse για να συναντήσει τον Πατέρα, αλλά ο Ling μετατρέπεται δεξιά σε ένα ομοιόμορφο, ειδικά το νεότερο είδωλο της Greed, όταν οι άλλοι ξεφεύγουν από την κοιλιά του Gluttony. Οι Elrics απελευθερώνονται για να συνεχίσουν την επιδίωξή τους υπό την προϋπόθεση ότι ο Πατέρας δεν τους αντιτίθεται.
Εντοπίζοντας μια υπόγεια σήραγγα κάτω από τον Briggs, ο στρατηγός Olivier Armstrong βρίσκει τον Father and the Elrics να δημιουργεί μια εθνική ομάδα μεταστολής και σκοπεύει να δώσει στους πολίτες της έτσι ώστε να είναι σε θέση να ανέβει στη θεότητα. Η απληστία ανακτά προδώσεις τις αναμνήσεις του πατέρα και του προηγούμενου εαυτού του, συνεργαζόμενος με τους μετά και τον Έντουαρντ, τους χιμαιρικούς υπηρέτες του Kimblee Hohenheim. Ο Χόενχαϊμ αποκαλύπτει στους γιους του ξεχωριστά ότι δεν είναι θνητός, μετατράπηκε δεξιά σε ζωντανό Φιλόσοφο Πέτρα από τον Πατέρα τετρακόσια χρόνια πίσω.
Έφτασε η Ημέρα των Υποσχέσεων και ο Πατέρας ετοιμάζεται να ξεκινήσει τη στρατηγική του έχοντας μια έκλειψη και αυτούς που προσπάθησαν την ανθρώπινη μεταμόρφωση ως απαραίτητες θυσίες του. Οι διάφοροι πρωταγωνιστές έρχονται σε σύγκρουση με τους υπηρέτες του Πατέρα, με όλα τα Homunculi να λήγουν. Μετά από μια αναγκαστική μάστανγκ, καθώς και τους Elrics, Izumi, Hohenheim συλλέγονται ως οι αιτίες που ο μπαμπάς ενεργοποιεί την εθνική μεταμόρφωση. Παρ 'όλα αυτά, οι Scar και Hohenheim ενεργοποιούν τους Amestrians για να σωθούν από αντίμετρα. Η απληστία καταστρέφεται από τον Πατέρα, αν και ο μπαμπάς βρίσκεται μπροστά από το έδαφος, όπου οι πρωταγωνιστές τον πολεμούν για να γκρεμίσει τη Φιλοσοφική του Πέτρα.
Ο Αλφόνσε, του οποίου η πανοπλία έχει καταστραφεί από την τελευταία σύγκρουση εναντίον του Πατέρα, δίνει το πνεύμα του να ξανακερδίσει το δεξί χέρι, ο οποίος με τη σειρά του καταστρέφει την Πέτρα του Πατέρα, στέλνοντάς τον πίσω στην αιθέρια Πύλη της Αλήθειας του Έντουαρντ. Ο Edward χάνει τη δύναμή του να κάνει αλχημεία για να ανακτήσει την ψυχή και το σώμα του Alphonse. Ο Χόενχαϊμ βλέπει τον τάφο όπου πεθαίνει έχοντας ένα χαμόγελο Τρίσα.
