炼金术，一种建立在等价交换原则基础上的科学，将物质进行理解、分解、再构造，将一种物品变成另外一种。但是，这样先进的技术却不能进行人体炼成，这是炼金术绝对的禁忌。可是，拥有极高炼金术天赋的爱德华（朴璐美 配音）和阿尔冯斯（钉宫理恵 配音）兄弟，因为对母亲极大的思念不惜触犯禁忌。而最终的代价却是，爱德华失去了一条手臂和一条腿，弟弟阿尔冯斯只能将灵魂依附在一副巨大的装甲之内。终于明白一切的兄弟俩，为了恢复原状，寻求更多的炼金术知识，成为国家炼金术师踏上了寻找终极炼金物品——贤者之石的旅程。在不断的探索中，两兄弟终于发现了贤者之石背后的真相，对身处的这个军事化国家也有了更深入的了解。此时，面对国家、民族、家庭……炼金术的未来究竟在何处。

失去了右手和左腿的爱德华与失去了整个身体的艾尔为了找回失去的一切踏上了寻找拥有极大力量的“贤者之石”的旅程，由于采用了机械义肢，人们将这位国家炼金术师称为“钢之炼金术师”。这部作品中时时刻刻给人以莫名的震撼，两兄弟冒着生命危险发动了禁忌的“人体炼成”，“只是为了再见一次妈妈的笑脸……”，结果他们失败了。为了寻找贤者之石，抛弃所有的牵挂，那一天他们一把火烧掉了自己的家，然后在爱德华的怀表上多了一行字——“别忘了10月3日”。炼金术是一种等价交换的法术，他们找齐了全部与人体等价的物质，然而，什么能够代替灵魂？