Bohaterami serialu są dwaj bracia Alphonse i Edward, synowie utalentowanego alchemika. Niestety, ich szczęście nie trwało długo. Po odejściu ojca bracia pozostali jedynie z matką. Kiedy ta umarła młodzi adepci alchemii zrobili coś, czego robić nie powinni - nie pomni praw rządzących alchemią usiłowali użyć jej na człowieku. Konsekwencje tego czynu były straszne. W wypadku Alphonse stracił ciało i tylko cudem jego bratu udało się zatrzymać jego duszę w stojącej w pobliżu zbroi. Z kolei Edward stracił rękę i nogę. Serial opowiada historię braci, którzy wyruszają w podróż z zamiarem odzyskania swoich dawnych ciał.

Edward i Alphonse - dwóch braci, młodych adeptów alchemii, traci jedyną bliską ich osobę - matkę. Gdy zostają sami postanawiają przywrócić jej życie. W wyniku niepowodzenia tego przedsięwzięcia, Edward traci dwie kończyny - rękę i nogę, natomiast Alphonse traci ciało a jego dusza zostaje zamknięta w zbroi. Bracia przysięgają odnaleźć sposób na przywrócenie swych dawnych postaci. Ruszają w świat...

Edward i Alphonse. Dwaj bracia próbujący ożywić swą zmarłą matkę za pomocą alchemii, nauki mówiącej o tym, że człowiek za wszystko musi zapłacić jakąś cenę. Chłopcy na własnej skórze odczuwają skutki złamania jednego z głównych zasad alchemii: ożywiania zmarłych. Edward traci prawą rękę, a Alphonse ciało. Przeżyją wiele przygód (często niebezpiecznych) wraz ze swoją przyjaciółką Winry, poszukując kamienia filozoficznego.

Seria Fullmetal Alchemist opowiada o dwóch chłopcach żyjących w świecie w którym istnieje tak zwana Alchemia. W pierwszych odcinkach poznajemy historie z ich dzieciństwa. Uczyli się alchemii z książek swojego Ojca i mieli do tego talent. Pewnego dnia jednak, umiera im matka. Chłopcy zrozpaczeni z tego powodu, złamali zasady alchemii i przy jej pomocy próbowali wskrzesić matkę. W wyniku tego, starszy brat stracił nogę, a młodszy całe ciało. Edward (starszy) oddał swoją rękę by przenieść dusze Alphonsa (młodszy) do starej zbroi, aby ten nie zginął. Żeby naprawić swój błąd Ed postanawia zostać "psem wojska" by zyskać dostęp do wielkich bibliotek i razem z bratem stworzyć kamień filozoficzny, z którego pomocą mogli by odzyskać swe prawdziwe ciała. Żeby nie było zbyt prosto, na ich drodze stają Homunculusy- Istoty o ludzkim ciele i umyśle lecz bez duszy- oni także chcą zdobyć kamień za wszelką cenę dla własnych celów.

Starszy brat, lat 11. Młodszy brat, lat 10. Ojciec zaginął już dawno, matka zmarła w wyniku choroby. Starszy brat, Edward, amator i jednocześnie geniusz w dziedzinie alchemii, nie chce pozwolić jej odejść. Jednak nie bierze pod uwagę najważniejszego prawa alchemii: ZASADY RÓWNOWAŻNEJ WYMIANY. Próba ożywienia kończy się tragicznie, a obrazu tego, co otrzymali, Edward już nigdy nie wymaże z pamięci. Traci nogę, a Alphonse całe ciało. Edwardowi udaje się uratować duszę brata za cenę własnej ręki. Ich celem staje się od tej pory przywrócenie swych poprzednich, kompletnych ciał. Edward jest w stanie w tym celu zaprzedać się wojsku, byle tylko uzyskać więcej informacji o legendarnym Kamieniu Filozoficznym, który być może będzie w stanie ziścić ich pragnienie.

Alchemia to nauka, w której ktoś rozumie budowę materii, rozkłada ją i odbudowuje. Użyta poprawnie może zmienić ołów w złoto. Jednakże kiedy jest nauką, obowiązują ją także prawa natury. Możesz stworzyć coś o pewnej masie, z czegoś o takiej samej masy. To zasada równej wymiany. Zasada równej wymiany mówi, że aby coś uzyskać, musisz poświęcić coś o takiej samej wartości. Prawdopodobnie to nauka... że ludzie nie mogą niczego zdobyć bez poświęceń.

Edward Elric i jego młodszy brat Alphonse wiodą spokojne życie z matką we wsi Resembool. Opuszczeni przez ojca - wielkiego alchemika od szczenięcych lat idą w jego ślady. Wraz z Winry Rockbell tworzą paczkę przyjaciół Sielankę przerywa jednak śmierć rodziców Winry, a potem matki chłopców Trishii. Postanawiają ją wskrzesić; wkraczając na zakazany teren dla człowieka, nie zważając na to, że próba takowa jest największym zakazem dla alchemików.
Próba ta kończy się katastrofą; Ed traci nogę, a Al całe ciało. Ed, poświęcając swoją rękę, osadza duszę brata w stojącej obok zbroi.
Wyposażony w mechaniczne protezy Ed i oswajający się ze swoim nowym ciałem Al postanawiają przywrócić swoje naturalne ciała; postanawiają zostać Państwowymi Alchemikami by zyskać dostęp do potrzebnej im wiedzy. Przekonani, że zasada równej wymiany jest prawdą określającą świat, spalają swój dom i wyruszają w podróż.