Fate / Zero se passa 10 anos antes dos eventos de Fate / stay night, detalhando os eventos da 4 ª Guerra do Cálice Sagrado na cidade de Fuyuki. A Guerra do Santo Graal é uma competição na qual sete magos summon sete espíritos heróicos para competir para obter o poder do “Santo Graal” que concede um milagre.

Depois de três guerras inconclusivas para o Santo Graal elusivo, a Quarta Guerra começa. Fundada pelo Einzbern, Makiri, e as famílias Tohsaka séculos atrás, a família Einzbern está determinado a alcançar o sucesso depois de três fracassos sucessivos, não importa o custo.

Como resultado, eles optaram por trazer o assassino mago odiado, Kiritsugu Emiya, em suas fileiras, apesar de seus métodos e reputação como um mercenário qualificado e um assassino que emprega tudo o que ele pode usar para realizar seus objetivos.

Embora Kiritsugu uma vez quis se tornar um herói que pode salvar a todos, que há muito tempo já abandonou este ideal ao perceber que salvar uma pessoa vem à custa da vida de outro.

Para o bem da humanidade, ele vai impiedosamente destruir tudo e todos que ameaça a paz dos outros. Entretanto, Kiritsugu encontra- se profundamente dividida entre o amor que ele encontrou para a sua nova família, sua esposa e sua filha Irisviel Illya e que ele deve fazer para obter o Santo Graal.

Enquanto isso, o maior adversário de Kiritsugu aparece na forma de Kotomine Kirei, um padre que não consegue encontrar nenhum senso de realização em sua vida e lança seu olhar sobre Kiritsugu como a possível resposta para o vazio que sente.