เรื่องราวเกิดขึ้นในโลกที่แตกต่างจาก Fate/stay night โดยมุ่งเน้นไปที่ Illyasviel von Einzbern (หรือ Illya) เด็กสาวที่ได้รับมอบหมายให้รวบรวม Heroic Spirits ผ่านทาง Holy Grail War แต่ในภาคนี้จะเน้นไปที่ความสัมพันธ์และการผจญภัยของ Illya และเพื่อน ๆ ของเธอที่ต้องต่อสู้กับอันตรายจากพลังที่ชั่วร้าย
ในขณะที่ Illya และเพื่อนของเธอเดินทางในฤดูหนาวที่หนาวเหน็บ พวกเขาต้องเผชิญกับการต่อสู้ที่เข้มข้นและความท้าทายใหม่ ๆ โดยเฉพาะกับการเผชิญหน้ากับ Medusa (หรือ Rider) ที่มีแรงจูงใจที่ซับซ้อนและความลับที่คอยท้าทายพวกเขา
