En voulant ressusciter leur mère, Edward et Alphonse Elric ont utilisé une technique interdite relevant du domaine de l'alchimie : la transmutation humaine. Seulement, l'expérience a mal tourné : Edward a perdu un bras et une jambe, et Alphonse son corps, son esprit se retrouvant prisonnier d'une armure. Devenu alchimiste d'État, Edward, surnommé « Fullmetal Alchemist », se lance, avec l'aide de son frère, à la recherche de la pierre philosophale, leur seule chance de retrouver leur état initial.

 La quête des frères Elric les amène à l'ancienne cité minière de Xenotime : autrefois florissante grâce à ses gisements d'or, la ville meurt peu à peu depuis l'épuisement des filons. Les espoirs de la population reposent désormais sur un   dénommé Mugwar, qui travaille à l'élaboration de la pierre philosophale avec l'aide de deux célèbres alchimistes... les frères Elric !