L'histoire se déroule quelque part dans les années 2020, onze ans après l'introduction des visières et lunettes de Réalité Augmentée (RA). Yūko Okonogi déménage avec sa famille à la ville de Daikoku, le centre technologique du monde mi-virtuel mi-réel. Elle rejoint l'« agence d'enquête » de sa grand-mère, formé d'enfants équipés d'outils virtuels et metatags puissants. Elle croise peu après Yūko Amasawa, une hacker experte de l'environnement virtuel qui cherche les pouvoirs d'une entité virtuelle mystérieuse appelée Michiko. Les protagonistes sont menés à démêler les mystères du monde virtuel dans l'ombre d'un hacker très puissant étant passé avant eux.

Il y a 800 ans, l’humanité était sur le point de disparaître, menacée par de terribles démons. Mais des divinités appelées les Idaten sont apparues et ont vaincu ces créatures après une lutte acharnée. Aujourd’hui, cette bataille est si loin qu’on l'évoque comme un mythe ou une légende. La nouvelle génération d’Idaten n’a jamais eu à se battre et profite d’une vie tranquille. Mais les démons viennent de se réveiller...

Edward Elric et son frère Alphonse Elric sont de jeunes Alchimistes. En tentant de ramener leur mère à la vie, ils ont payé un lourd tribut, et ils tentent désormais de récupérer ce qu'ils ont perdu. Pour cela, Edward est devenu Alchimiste d'État : le Fullmetal Alchemist.

Mais au cours de leurs recherches, bien des épreuves attendent les deux frères et des êtres étranges : les Homonculus, les poursuivent.

Les frères Elric (Edward et Alphonse) ont hérité leur talent d’alchimiste de leur père qui a quitté le foyer familial sans jamais revenir.

À la suite de la mort de leur mère, les deux jeunes tentent de la faire revivre grâce à l'alchimie, en faisant une transmutation humaine malgré l'interdit. L'opération échoue et les deux frères en subissent le contrecoup… Al disparaît et Ed perd sa jambe mais sauve son frère privé de son corps en fixant son esprit dans le corps en métal d'une armure médiévale avec un cercle de transmutation tracé avec son sang, mais doit pour cela sacrifier un bras. Par la suite, il utilisera des prothèses mécaniques en métal, les mécagreffes (1er doublage) ou automails (second doublage).

Ed passe ensuite l'examen et devient Alchimiste d'État, afin de pouvoir voyager et trouver la pierre philosophale, pour que son frère et lui retrouvent leur corps.