어린 시절, 돌아가신 어머니를 다시 살려내기 위해 동생 알폰스와 인체연성을 시도했던 에드워드는 연금술 최대의 금기를 범한 대가로 자신의 왼쪽다리와 알폰스의 몸 전체를 잃게 된다. 자신의 오른팔과 바꿔 간신히 알폰스의 영혼을 연성해낸 에드워드는 알폰스의 영혼을 갑옷에 정착시키고, 자신은 오토메일(auto mail, 기계 갑옷)로 의수와 의족을 만들어 장착한다.

잃어버린 모든 것을 되찾기 위해 연금술에 매달린 에드워드는 12살이라는 어린 나이로 국가 연금술사의 자리에 오르게 된다. 군부가 지배하는 군사국가에서 군 소속인 국가 연금술사가 된다는 것은 ‘대중을 위해 존재하라’는 연금술사의 기본사상에 위배되는 것. 국가 연금술사는 사람들에게 ‘군부의 개’라 불리며 배척받는다. 하지만 동생의 몸을 되찾기 위해, ‘현자의 돌’을 찾기 위해 에드는 그 지위를 포기할 수가 없다. 오토메일로 인해 ‘강철의 연금술사’라는 칭호를 얻게 된 에드는 궁극의 연금술을 가능하게 해 주는 ‘현자의 돌’을 찾아 알폰스와 여행을 떠나게 된다.

에드는 ‘현자의 돌’을 연성해냈다는 전 국가 연금술사 마르코를 만나게 되고, 그에게서 얻은 자료로 ‘현자의 돌’의 비밀을 알아낸다. 그러나 그 결과는 너무 잔혹한 것이었는데….