Pada tahun 2015, Organisasi Keamanan Chaldea mengumpulkan para ahli dari bidang sihir maupun sains untuk mengamati masa depan umat manusia dari ancaman kepunahan. Kelangsungan hidup manusia tampaknya terjamin untuk satu abad ke depan—sampai akhirnya prediksi tersebut tiba-tiba berubah, dan kini pemusnahan spesies menanti di akhir tahun 2016. Penyebabnya tidak diketahui, namun tampaknya berkaitan dengan kota Fuyuki di Jepang dan peristiwa tahun 2004 selama Perang Cawan Suci Kelima. Sebagai tanggapan, Chaldea menggunakan sarana perjalanan waktu eksperimental yang disebut teknologi Rayshift. Melalui teknologi ini, Ritsuka Fujimaru, seorang pemuda yang baru direkrut, bersama gadis misterius Mash Kyrielight, dapat melakukan perjalanan kembali ke tahun 2004 untuk mencari cara menyelamatkan umat manusia. Sebuah perintah besar untuk melawan takdir telah dideklarasikan—sebuah perintah untuk mengubah masa lalu dan memulihkan masa depan.
Perjalanan melintasi waktu demi menyelamatkan masa depan bersama Mash-chan pasti sangat mendebarkan dan penuh keajaiban, nyaa~ (ﾐㅇ ༝ ㅇﾐ)
