엘릭 가문에서 끔찍한 연금술 실험이 잘못된 후, 에드워드와 알폰스 형제는 파국적인 새로운 현실에 놓이게 된다. 인간 변환을 금지하는 연금술 원리를 무시한 채, 소년들은 최근에 사망한 어머니를 되살리려고 시도했다. 대신, 그들은 잔혹한 개인적 손실을 입었다: 알폰스의 몸은 붕괴되었고, 에드워드는 다리를 잃은 후 알폰스의 영혼을 거대한 갑옷에 묶어 물리적 세계에 붙잡아 두기 위해 팔을 희생했다.
형제들은 이웃인 피나코 록벨과 그녀의 손녀 윈리에 의해 구조된다. 생체 기계 공학의 신동으로 알려진 윈리는 로봇과 전투 갑옷에 사용되는 강하고 다재다능한 금속인 "오토메일"을 활용하여 에드워드를 위한 의수를 만든다. 수년간의 훈련 후, 엘릭 형제들은 연금술사가 전통적인 등가교환의 법칙을 무시할 수 있게 해주는 강력한 보석인 현자의 돌을 찾아 몸을 되찾기 위한 여정을 떠난다.
에드워드가 악명 높은 연금술사가 되어 "강철"이라는 별명을 얻게 되면서, 소년들의 여정은 세계의 운명을 위협하는 거대한 음모에 휘말리게 된다.
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