En el año 2016 d.C., los cimientos de la humanidad son abrasados por el Rey Mago Salomón. Chaldea, una organización secreta de magos encargada de salvaguardar el futuro de la humanidad, detectó la extinción humana en 2015. Esto llevó a una operación para corregir las Singularidades en la historia creadas por los Santos Griales dispersos a través del tiempo y el espacio: la Operación Grand Order.
Utilizando la tecnología de viaje temporal Rayshift, el Máster final de Chaldea, Ritsuka Fujimaru, junto a su semi-sirviente Mash Kyrielight, ha viajado y resuelto seis Singularidades. Ahora, se embarcan en su misión más peligrosa hasta la fecha: una civilización de la Era de los Dioses, Mesopotamia en el 2655 a.C. Al llegar, Ritsuka y Mash encuentran la tierra invadida por Bestias Demoníacas que atacan a personas y asentamientos. En medio del caos y el miedo se alza el último bastión de la humanidad: Uruk, una ciudad fortificada que sirve como línea de frente en la batalla contra estas bestias. El esfuerzo defensivo está liderado por nada menos que el Rey Gilgamesh, el Rey de los Héroes, quien invocó Espíritus Heroicos y asumió el rol de mago para proteger su ciudad.
Junto a Gilgamesh y los sirvientes invocados, Ritsuka y Mash deben defender Uruk del asalto de las bestias mágicas y derrotar a la Alianza de las Tres Diosas, que busca erradicar a todos los humanos. Mientras tanto, una amenaza aún mayor yace bajo Uruk, agitándose hacia el despertar.
