承接2003年的TV动画版的故事，艾尔利克兄弟各自在两个不同世界生活，想尽办法期望能再次相见。弟弟 阿尔冯斯·艾尔利克虽然凭着哥哥 爱德华·艾尔利克的炼成而取回肉身，但失去了四年的记忆。他决定跟师傅泉重新修行炼金术，换上哥哥以前的装束的红衣踏上了寻找哥哥的路途。爱德华通过门被卷到了无法使用炼金术的世界（即现实世界），处于1921年的德国 慕尼黑，这时正是第一次世界大战后，德国正面临着恶性通货膨胀。为了寻找回到他原来世界的线索，便与他弟弟相似的另一个青年阿尔冯斯·海德利西一起做火箭的研究，两年的时光过去，仍然不能回去原本世界，这令爱德焦燥起来。1923年的德国，当时一场世界大战蓄势待发。一日，与阿尔冯斯一同前往嘉年华会的爱德，遇到了一位名为“诺雅”的 吉普赛女性。拥有不可思议力量的她，有着只要借由接触对方就能看见被接触者的内心及想法的能力。她是被当时德国人称为“次等民族”的吉普赛人中的一员，她们自称“罗姆（Roma）”。由于她的出现，使得爱德被卷入当时纳粹外围组织“极北之地协会（トゥーレ协会/Thule Society）”正要发起的计划。极北之地协会为寻找理想国“香巴拉”，利用已化作龙的 恩维和爱德所画的炼成阵，终于成功打开了连结“炼金术世界”和“现实世界”的门。两个世界意外地连结在一起，令炼金术世界陷入绝大危机。两兄弟相见这个宿愿，跟前所未有的世界危机交织一起，艾尔利克兄弟怎样面对这个全新局面？炼金术：将一种物质变成另一种物质的技术，分为理解、分解和再构成3个过程。基本原则是等价交换，原材料与炼成的物质的质量与元素与必须是相同的。一般地，炼金术需要炼成阵才能发动。“人体炼成”被国家法律所禁止。