炭治郎等人完成「蝴蝶屋」的训练，下一个目的地是开往黑暗的「无限列车」。以多人行踪不明的这辆列车为舞台，炭治郎带着祢豆子与善逸、伊之助一行人，与鬼杀队最强剑士〝柱〞其中之一「炎柱‧炼狱杏寿郎」会合，新的任务即将开始！

「假如我变成坏人的话，学长就不会原谅我了吧？」少年想要守护少女，仅此而已的故事。 魔术师〈MASTER〉和英灵〈SERVANT〉，围绕着能够实现所有愿望的许愿机「圣杯」而战斗——在「圣杯战争」发生的10年后，冬木市又一次掀起了战争。 前代「圣杯战争」的参加者卫宫切嗣的养子・卫宫士郎继承了遗志，终于下定决心参战。 士郎的身边，陪伴着仰慕他的少女——间桐樱。她每天早晨晚上都来到卫宫家，为他打扫房间和制作料理，孑然一身的她和士郎度过了平稳而又温情的日常。 但是随着战争的开始，冬木市街道上到处发生着杀人事件，险恶的空气开始流动。所以士郎决定让樱留宿在自己家里。 士郎召唤出从者・Saber的同时，和身为正统魔术师的远坂凛结盟面对「圣杯战争」。但是，这场战争由于某些人的暗中策划而发出不和谐音，开始变得扭曲了。