西历5012年。突然入侵地球的＜外星人＞与其制造的＜机械生物＞导致人类面临灭亡危机。 仅存的人类逃至月球，为了夺回地球，利用＜人造人＞士兵展开反攻作战。 然而无限增加的＜机械生物＞阻挡在前，战争陷入胶著状态。 作为最终兵器，人类派遣新型人造人＜寄叶＞部队至地球。刚被派往地球的＜2B＞与先行调查员＜9S＞会合，一同执行任务，却在途中遇见许多神秘难解的现象……。 这是关于为人类而战，无生命＜人造人＞的故事－－ PS：Automata指的是“自动人形”，别再机械纪元求求了。
小兔她们现在已经升上初三了，战士们为了考上高中，组织了一个读书会，一起到小丽家中温习。素来有灵力的小丽做了一个怪梦，梦见救世主出现，世界毁灭，令她很担心。新的敌人死亡变种开始利用心魔，四处找寻拥有“纯真之心”的人，而那颗纯真之心即是塔利斯曼，集齐三粒塔利斯曼，传说中拥有极强大力量的圣杯就会出现。首先被心魔袭击的人就是小丽，其它战士想救她，但这次的敌人太强，众人不敌。突然有两位神秘的新战士出现，消灭心魔，她们的目的也是找寻心能水晶。小兔和小卫的爱产生了新的月棱镜，小兔获得更强大的新力量，对抗逼近的新敌人。阿兔她们认识了两个读无限学园高中一年级的新朋友 -- 打扮像男生的天才赛车手天王遥和高贵优雅的小提琴家海王满，众人都被她俩的风采迷倒了。神秘的新战士正式登场，原来是水手服战士水手天王星和水手海王星，不过她们的力量比内部战士强，而作战方式也很不同。转眼来到六月，小兔的生日到了，她想要一对玻璃鞋作生日礼物，小卫竟然不知道小兔快生日了，气得小兔掴了他一记耳光。在众人的提点下，小卫跑去买了那对玻璃鞋，小兔也去找小卫道歉。两人在街上相遇，小卫替小兔穿上玻璃鞋，心魔却在此时出现，要夺走小兔的纯真之心。混乱中，敌人嘉安莉兰特拾到小兔的月棱镜，知道小兔的真正身份，她捉住夜礼服假面，要胁小兔。小兔来到东京铁塔，为救小卫正准备交出纯真之心，水手天王星和水手海王星出现救了她。嘉安莉兰特揭穿小兔就是水手月亮，众人正惊讶，水手金星假扮水手月亮和其余战士出现，骗倒嘉安莉兰特。嘉安莉兰特攻击水手天王星和水手海王星，水手月亮说服大家齐心协力，拯救她们两人，终于战胜了嘉安莉兰特。 小小兔从未来回到现代，说是新倩妮迪女王要她来这里修炼。内部战士中，现在只剩美奈子从未成为心魔目标，她为了证明自己也拥有纯真之心，于是不断捐血，希望成为心魔目标。她的举动令众人担心不已，连小遥和小满也留意着她。终于心魔出现，取出美奈子的内心结晶，有惊人意志的美奈子竟然抱着自己的内心结晶跑到无人的地下停车场，小兔、小遥和小满追着她来到停车场，然后心魔就把各出入口封闭了。阿兔为救美奈子，被逼在敌人尤迪爱和小遥、小满面前变身，不过她仍不敌心魔。眼看美奈子的内心结晶要被拿走，小遥和小满也忍不住变身，成为水手天王星和水手海王星，救回美奈子。其它战士已到门外，尤迪爱以美奈子的性命作要胁，正要攻击时，美奈子也变身了，于是所有人的身份都暴露了。尤迪爱找到拥有心能水晶的人，于是约小遥和小满到水上大教堂。教堂内，尤迪爱捉住水手海王星，把她打到重伤，并取出她的内心结晶，第一粒塔利斯曼出现，再变成深海镜，水手海王星倒下。水手天王星把自己的塔利斯曼--宇宙剑取出，交给赶到的水手月亮后，也倒下了。尤迪爱抢走深海镜和宇宙剑，并攻击水手月亮。神秘女子冥王雪奈突然出现，变身成水手冥王星，用第三粒心能水晶 -- 权杖上的宝石拿回宇宙剑和深海镜，塔利斯曼再次回到水手天王星和水手海王星的身体，三人的力量令圣杯出现。水手月亮和尤迪爱去抢圣杯，水手月亮夺得圣杯，进行二段变身，轻易就打败了尤迪爱。 敌人和外部战士都发现水手月亮不是救世主，于是外部三战士的新任务就是要找出救世主。战士们认识了土萌萤，她是无限学园教授土萌创一的女儿，身体不好。土萌教授其实是死亡变种的高级干部，而无限学园就是死亡变种的大本营。小萤的身体好像有另一个人一样，常常不受控制，说出一些奇怪的话，又拥有医治创伤的神秘力量。小小兔和小萤非常要好，内部战士们也赞成她们做朋友，只是外部战士对小萤的力量存有怀疑。在一次战斗中，心魔的攻击打中小萤，小萤的额头上出现土星标记，证实了她就是毁灭战士水手土星。外部战士怕她会毁灭世界，想阻止她觉醒，但已经太迟了，她的身体已被死亡变种占据，吞下了小小兔的内心结晶后，变成了女主人9。一连串的事件，指出了无限学园就是死亡变种总部，众人于是向无限学园进发，迎战逼近的黑暗……
看似在过去的心理阴影及独自的别扭思考回路之下讴歌着“独自生活”的比企谷八幡，偶然地被生活指导担当教师平冢静带着加入了「侍奉部」。他和同社团所属的令人窒息的完美美少女·雪之下雪乃，以及班级上位阶级所属的时髦女子·由比滨结衣一同，从解决班上的人际关系问题到给学生会帮忙，度过着解决各种事件的每一天。 季节流转，时至春天。八幡与结衣，接受了雪乃最后的委托。在准备3月的毕业典礼过程中，还被彩羽请求协助毕业舞会…——追求真物的八幡，与3人的关系逐渐改变。究竟他的高中生活将迎来怎样的结局！？
圣杯是传说中可实现持有者一切愿望的宝物。而为了得到圣杯的仪式就被称为圣杯战争。 参加圣杯战争的7名由圣杯选出的魔术师被称为Master，与7名被称为Servant的使魔订定契约。他们是由圣杯选择的七位英灵，被分为七个职阶，以使魔的身份被召唤出来。能获得圣杯的只有一组，这7组人马各自为了成为最后的那一组而互相残杀。 卫宫切嗣的养子卫宫士郎，偶然地与servant中的剑士Saber（セイバー）订定契约，被卷入圣杯战争当中...
