Фильм представляет собой прямое продолжение сериала – и ещё больше отступает от манги-оригинала. Здесь сохраняется драматизм «Цельнометаллического Алхимика», а сюжет по-прежнему связан с проблемой выбора и платы за этот выбор. Но если в сериале браться Эльрики искали философский камень, дабы исправить совершённые ошибки, то теперь поисками занят только Эдвард, разлучённый с младшим братом.
Альфонс вернул себе тело, но утратил память. Эда, прошедшего через Врата, выбросило в параллельной реальности, похожей на нашу. Это Германия, двадцатые годы ХХ-го века, и национал-социалистическая партия набирает силу. Алхимия бесполезна, поэтому Эдварду приходится использовать протезы. Его приютил молодой изобретатель, очень похожий на повзрослевшего Ала. Это не единственный двойник – Эду встречаются многие «знакомые» из мира «Цельнометаллического Алхимика», живущие схожими и вместе с тем другими судьбами. Эдвард пытается найти путь назад, домой, и пытается вновь открыть Врата. А в это время алхимики из общества Туле хотят помочь Гитлеру захватить власть с помощью силы из другого мира.