Tahun 2016 M, fondasi umat manusia telah dibakar oleh Raja Penyihir Solomon. Chaldea, sebuah organisasi penyihir rahasia dengan misi melestarikan masa depan umat manusia, meramalkan kepunahan umat manusia pada tahun 2015. Maka dimulailah operasi untuk memperbaiki Singularitas dalam sejarah yang disebabkan oleh Cawan Suci yang tersebar melintasi ruang dan waktu—Operasi Grand Order.
Dengan menggunakan teknologi perjalanan waktu Rayshift, tuan terakhir Chaldea, Ritsuka Fujimaru dan setengah pelayannya, Mash Kyrielight, telah melakukan perjalanan ke dan menyelesaikan enam Singularitas. Sekarang, mereka berangkat ke tujuan mereka yang paling berbahaya: sebuah peradaban di Zaman Para Dewa, B.C. 2655 Mesopotamia. Ritsuka dan Mash segera mengetahui bahwa Binatang Iblis berkeliaran di daratan, menyerang manusia dan kota. Di tengah kekacauan dan teror, terdapat pertahanan terakhir umat manusia—Uruk, kota benteng yang bertindak sebagai garis depan pertempuran melawan binatang buas. Medan perang dipimpin oleh Raja Gilgamesh, Raja Pahlawan, yang mencari bantuan dari Roh Pahlawan dan mengambil peran sebagai penyihir untuk melindungi kotanya.
Bersama Gilgamesh dan para pelayan yang dipanggil, Ritsuka dan Mash harus melindungi Uruk dari serangan binatang ajaib dan mengalahkan Aliansi Tiga Dewi yang bertujuan untuk memusnahkan umat manusia; sementara itu, ancaman yang lebih besar membayangi Uruk, bersiap untuk kebangkitannya.
