Perang cawan suci merupakan tradisi perang dari masa lalu yang melibatkan 7 orang untuk memperebutkan sebuah cawan suci yang dapat mengabulkan segala permintaan. 7 orang tersebut dipanggil sebagai master, masing-masing dari master didampingi oleh seorang roh pahlawan yang mereka panggil dengan sebuah ritual. ketujuh roh pahlawan tersebut yakni Archer, Saber, Lancer, Assassin, Berserker, Caster, & Rider.
Sekarang hampir memasuki perang cawan suci yang ke-5. Karena itu, Rin Tohsaka, seorang siswi SMA yang merupakan keturunan keluarga Tohsaka harus mengikuti perang besar ini. Ia berhasil memanggil seorang roh pahlawan Archer.
Saat pertemuan antara Rin dengan Lancer, tak disengaja terdapat orang biasa yang tak sengaja melihat pertarungan mereka, dalam aturan mereka, Saksi harus dibunuh. Namun Rin malah menyelamatkan orang tersebut yang tak lain adalah Shirou, teman sekelasnya.
Oleh karena itu, Shirou terseret ke dalam perang cawan suci dan tak disangka-sangka ia berhasil memanggil seorang roh pahlawan, Saber. Akhirnya Rin & Shirou bekerja sama, dari sinilah perang yang sebenarnya dimulai…
Tonton juga kelanjutannya,  Fate/stay night: Unlimited Blade Works Season 2.